Au纳米耦合结构表面等离激元的EELS分析

应用透射电子显微镜中电子能量损失谱仪(TEM-EELS),对电子束激发的单晶Au纳米线耦合结构及单晶/多晶纳米薄膜的表面等离激元(SPs)特征进行分析.结果表明:直径约为10 nm的两单晶Au纳米线平行耦合时,单根纳米线和耦合结构中均存在位于2.4 eV 的SPs共振,耦合结构中SPs的纵模数增加;单晶及多晶Au纳米薄膜在1.4 eV附近存在SPs模式,相较于单晶薄膜,多晶Au纳米薄膜的SPs共振峰位出现明显红移.     

环形石墨烯纳米结构的等离激元激发

基于含时密度泛函理论,研究了环形石墨烯纳米结构的等离激元激发.在低能共振区,和同尺度大小的石墨烯纳米结构相比,环形石墨烯纳米结构光谱的主要吸收峰发生了红移;体系中有两种主要的等离激元共振模式:低能成键模式和高能反键模式.此外,环形石墨烯纳米结构的等离激元激发对体系尺度的大小也有一定的依赖性.     

表面等离激元强弱耦合的频域和时域研究

从频域和时域两个维度研究表面等离激元耦合系统在强耦合与弱耦合区域的特性, 在理论上研究给定参数的表面等离激元耦合系统的本征频率、损耗以及亮暗模式随耦合强度的演化。在频域上对门结构在强耦合区域的杂化模式特征、散射光谱特性、偶极子与四极子模式的劈裂情况进行数值计算; 在时域上, 由于激发出两个不同频率的杂化模式叠加形成拍频, 利用拍频信号周期可以精确地给出杂化模式的频率, 得到散射光谱对应的频率不是精确的模式频率的结论。通过扫描耦合距离观察模式演化, 找到奇异点所处区域, 通过系统的频域响应拟合, 确定奇异点的位置。在弱耦合区域, 时域计算给出亮暗模式分别按自身衰减速率衰减的预期结果。     

手性等离激元纳米结构制备及其应用

手性是自然界物质普遍存在的特征.手性等离激元纳米结构因其优异的光学活性近年受到业界广泛关注.介绍了手性的基本概念和表征方法,综述了3种常用的产生等离激元圆二色响应的纳米结构及其制备方法,总结了其在多方面的应用.纳米制造技术的发展促进了复杂的手性等离激元纳米结构"自上而下"的合成,与此相对应,手性模板和手性分子诱导的手性转移,则为手性纳米结构"自下而上"的湿化学合成提供了多种可行性.具有手性光学响应的等离激元纳米结构主要有3种类型.利用手性分子和非手性等离激元纳米颗粒之间的偶极—偶极相互作用可诱导PCD,但手性响应通常较弱.具有手性形状的单个纳米结构及非手性等离激元纳米颗粒构成的手性组装结构则可产生强烈的手性光学响应.手性等离激元纳米结构在手性光学器件、手性物质检测、手性催化和生物医学等方面展现了广阔的应用前景.     

钠纳米团簇的光吸收和体等离激元:理论分析

指出了体等离激元是一种重要的元激发,在固体里它不能与光波耦合所以无法用光波分波来研究,但是在团簇里由于边界的存在,情况不太一样.此外,光与物质之间的相互作用是非常根本的,但简单金属团簇在紫外光区的光吸收从未被实验研究过,尽管这方面的理论计算非常多.采用光倒空技术对N a20和N a92团簇进行了光吸收实验,覆盖了近紫外部分以及可见光范围(2.0~5.5 eV);实验还研究了其它一些团簇在近紫外范围内的吸收截面.在可见光部分N a20的实验数据与现有的数据非常吻合.除了表面等离激元在可见光区域很强的吸收峰外,还观察到紫外区域明显的光吸收.对吸收截面光谱进行洛伦兹拟合揭示了中心略高于4eV宽峰的存在,这个宽峰的频率与权重均与理论预测非常接近,被确定为纳米团簇"体等离激元"共振.这些吸收光谱是金属纳米团簇由光子激发的"体等离激元"集体电子态的首次实验观测与证实,这种实验现象只存在于有限体系.     

钠纳米团簇的光吸收和体等离激元:实验结果

采用光倒空技术对Na20和Na92团簇进行了光吸收实验,覆盖了近紫外部分以及可见光范围(2.0～5.5 eV);实验还研究了其它一些团簇在近紫外范围内的吸收截面,在可见光部分Na20的实验数据与现有的数据非常吻合.除了表面等离激元在可见光区域很强的吸收峰外,还观察到紫外区域明显的光吸收.对吸收截面光谱进行洛伦兹拟合揭示...     

金纳米棒的制备及表征

通过种子生长法制备金纳米棒,并采用暗场系统检测其局域表面等离激元共振(LSPR)消光峰,最后使用原子力显微镜进行验证.实验证明了AgNO₃的增加和pH值的减少会使金纳米棒的长径比增大,LSPR消光峰红移.从而为控制金纳米棒的长径比提供了一些方法,并为暗场系统提供合适的样品.     

一种介质加载型表面等离激元透镜的研究

提出一种由金属圆盘和圆锥形介质薄膜组成的表面等离激元透镜结构, 该结构能将正入射的电磁波汇聚成束缚于介质表面的圆弧形聚焦斑。这些聚焦斑的尺寸随着介质薄膜中心厚度的减小而减小, 并在薄膜厚度等于某个值时汇聚成一个焦点。该结构还能实现较好的局域场增强。     

Ag@Au双金属纳米颗粒的制备和表征

采用种子生长法制备了银纳米颗粒,通过电置换反应将单金属银颗粒转变为中空金银双金属纳米颗粒.电镜表征及吸收光谱的结果表明,通过控制种子溶液的加入量、超声时间和离心次数等条件,能够有效调控金属纳米颗粒的尺寸以及局域表面等离激元的共振峰位与目标分子匹配;进而可以利用配体交换反应在金属纳米颗粒表面包裹TDBC分子薄膜,实现表面等离激元-分子激子的强耦合.     

圆柱形金纳米线中表面等离激元的传输性质研究

从理论上研究了圆柱形金纳米线中, 可见光波长下(λ= 632. 8 nm) 表面等离激元模式的传输性质。通过求解麦克斯韦方程组, 得到圆柱形金纳米线中表面等离激元波导的传播常数, 进而得到表面等离激元模式的传输性质, 包括其传播长度及有效半径等。还发现了表面等离激元模式的传输性质受到模式结构以及介质介电常数的影响, 并且得到了表面等离激元传输距离和能量局域之间的普遍矛盾, 即能量局域越好传播距离越短。通过计算, 能够在特定的结构参数下获得较好的局域特性和传播长度, 例如, 当金属芯半径为 40 nm, 介质( SiO₂ ) 厚度为 40 nm时, HE₁₁ 模式的传播长度为 103. 6 μm, 有效半径 642nm。     

牛血清白蛋白在自组装膜表面非特异性吸附——基于表面等离子体共振技术

将末端带OH、COOH、NH2、CH3的巯基化合物自组装于金片表面形成膜,利用表面等离子体共振(SPR)技术实现了牛血清白蛋白(BSA)在金片表面自组装膜上的非特异性吸附研究.以铁氰化钾为探针,利用循环伏安(CV)和电化学阻抗(EI)方法探究了膜在表面的形态.通过测量膜表面对水的静态接触角表征膜的形成及质量.SPR实时监测得到BSA在自组装膜表面的结合强弱顺序为:CH3＞NH2＞COOH＞OH.同时还研究了形成自组装膜物质的链长对其抗非特异性吸附效果的影响.     

利用银纳米线的激发得出的聚焦光束偏振分布性质

利用银纳米线独特的等离激元激发和传播性质,观测了出射端光强随着激发端聚焦激光束数值孔径变化而变化的趋势.经过归一化后,发现依赖于垂直光传播方向偏振分量的光强度随着光数值孔径的增大而减小,为聚焦光束存在沿光轴方向偏振的理论提供了实验证据.     

Controlling anisotropic nanoparticle growth through plasmon excitation

Inorganic nanoparticles exhibit size-dependent properties that are of interest for applications ranging from biosensing and catalysis to optics and data storage. They are readily available in a wide variety of discrete compositions and sizes. Shape-selective synthesis strategies now also yield shapes other than nanospheres, such as anisotropic metal nanostructures with interesting optical properties. Here we demonstrate that the previously described photoinduced method for converting silver nanospheres into triangular silver nanocrystals--so-called nanoprisms--can be extended to synthesize relatively monodisperse nanoprisms with desired edge lengths in the 30-120 nm range. The particle growth process is controlled using dual-beam illumination of the nanoparticles, and appears to be driven by surface plasmon excitations. We find that, depending on the illumination wavelengths chosen, the plasmon excitations lead either to fusion of nanoprisms in an edge-selective manner or to the growth of the nanoprisms until they reach their light-controlled final size.     

基于金纳米棒纳米载体的智能释药体系的制备

合成了7-(双十二烷基胺)-4-羟甲基香豆素,通过光敏性的酯键将其引入到纳米载体GNR@SiO_2-DOX@CouC_(12)-HA (GSDCH)中,实现了药物释放的智能控制,制备了具有良好生物相容性与对Hela细胞的靶向性的纳米载体.结果表明:单独的阿霉素与癌细胞共孵育后,Hela细胞的存活率在50%以上;将DOX先载入纳米载体后,细胞存活率低于20%.与仅使用DOX相比,GSDCH结合了热疗和化疗,对Hela肿瘤细胞的治疗效果显著提高,在肿瘤治疗中具有很大的潜力.     

仿生制备氧化锌纳米棒阵列超疏水表面

通过模仿荷叶表面微观结构和表面化学成分的方法,以玻璃为基底在溶液中生长ZnO纳米棒并经表面低自由能化修饰,从而成功制备了ZnO纳米棒阵列超疏水表面.经接触角测量仪表征,该超疏水表面静态水接触角为156°,扫描电镜分析表明所制备的ZnO纳米棒均具有100 nm左右的直径,这种微纳米的复合结构是赋予材料表面超疏水性能的主要因素.最后采用Cassie模型对该超疏水表面的超疏水性能进行了理论分析.     

Unidirectional molecular motor on a gold surface

Molecules capable of mimicking the function of a wide range of mechanical devices have been fabricated, with motors that can induce mechanical movement attracting particular attention. Such molecular motors convert light or chemical energy into directional rotary or linear motion, and are usually prepared and operated in solution. But if they are to be used as nanomachines that can do useful work, it seems essential to construct systems that can function on a surface, like a recently reported linear artificial muscle. Surface-mounted rotors have been realized and limited directionality in their motion predicted. Here we demonstrate that a light-driven molecular motor capable of repetitive unidirectional rotation can be mounted on the surface of gold nanoparticles. The motor design uses a chiral helical alkene with an upper half that serves as a propeller and is connected through a carbon-carbon double bond (the rotation axis) to a lower half that serves as a stator. The stator carries two thiol-functionalized 'legs', which then bind the entire motor molecule to a gold surface. NMR spectroscopy reveals that two photo-induced cis-trans isomerizations of the central double bond, each followed by a thermal helix inversion to prevent reverse rotation, induce a full and unidirectional 360 degrees rotation of the propeller with respect to the surface-mounted lower half of the system.     

双金属层表面等离子体共振传感器品质因子的研究

基于光学薄膜理论,研究了银-金双金属层表面等离子体共振(SPR)传感器品质因子的特征。 首先,通过共振角处最低反射率的计算得到了双金属层的最佳厚度配比;其次,研究了最佳厚度配比下双金属层 SPR 传感器的线宽、灵敏度以及品质因子的特征。 研究结果表明,随着双金属层中银膜厚度的增加(或金膜厚度的减小),传感 器的灵敏度和线宽均减小,而传感器的品质因子增大。 当双金属层 SPR 传感器中金膜厚度减小至 0 nm 时(单层银膜 SPR 传感器),传感器的品质因子达到最大值 96.35 RIU-1 。     

高效差分表面等离激元共振传感器

为了减小现有的表面等离激元共振传感器的系统漂移和溶液体效应引起的误差,利用四元光电探测器,发展了一种差分SPR传感器,通过对信号的差分运算消除这些误差.测试结果表明, 该仪器有2个突出的优点:具有10-5(°)或10-8 RIU的高角向分辨率;能同时消除系统漂移和溶液体介电常数效应引起的误差,10min内漂移小于7×10-5(°).利用这种传感器,测量浓度为 0.55nmol/L的抗生物素, 得到很好的响应特性,证明该装置可用于生物分子的检测.     

表面等离子谐振传感器检测磺胺二甲嘧啶残留

为了建立利用表面等离子谐振光学生物传感器和金膜芯片表面固定抗原定量检测磺胺二甲嘧啶的检测方法,用缓冲液将磺胺二甲嘧啶标准样品配制为浓度分别为0、5.0、7.0、10.0、16.5 ng/mL的溶液,与工作浓度的抗体混合,测量了传感信号的强度值,绘制得到抑制标准曲线。在无抗牛奶中添加磺胺二甲嘧啶标准样品,使终浓度分别为0、5、10、20、30、40 ng/mL,利用免疫竞争抑制检测方法构建标准曲线,并对磺胺二甲嘧啶浓度为20 ng/mL的牛奶样品进行检测,5次检测的相对标准偏差为6.3%,检测回收率为102.8%,7d内检测的偏差小于6 IU,表明该传感器在磺胺二甲嘧啶残留检测中具有较高的精确度和较好的稳定性。     

Detection of TNT by a molecularly imprinted polymer film-based surface plasmon resonance sensor

A surface plasmon resonance(SPR) sensor using a molecularly imprinted polymer(MIP) film as a recognition element for detection of 2,4,6-trinitrotoluene(TNT) was developed.The TNT-imprinted polymer film was prepared by thermo initiated polymerization on the bare Au surface of an SPR sensor chip.Template TNT molecules were quickly removed with an organic solution of acetonitrile/acetic acid(9:1,v/v),causing a shift of 0.7° in SPR angle.The limit of detection for TNT was demonstrated to be as low as 1×10-8 mol/L.In the concentration range of 1×10-8-1×10-5 mol/L,the change of SPR angle was linear with the negative logarithm of TNT concentration,Selectivity studies showed that the SPR sensor had no response to TNT analogues 2,4,5-trinitrotoluene and 1,3,5-trinitrohexahydro-1,3,5-triazine at a concentration of 1×10-4 mol/L.The results suggest that the SPR sensor combined with a MIP film has the advantages of high sensitivity and selectivity,and long-term stability toward the analyte TNT.