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...     

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.     

超高时空和能量分辨光电子成像研究进展

测量并操控新材料和新器件中极端时空小尺度电子的超快动力学过程,是后摩尔时代柔性半导体和微纳超快响应器件研发的核心.时空和能量分辨的光发射电子显微技术将光学的泵浦-探测方案与电子显微成像技术巧妙结合,兼具飞秒-纳米极端时空和高能量分辨本领,已经成为探索纳米光子学和低维半导体器件等领域超快光物理过程的普适显微手段,推动了等离激元学、半导体材料科学及其相关交叉学科在基础和应用研究领域的革命性发展.本篇综述将重点介绍超快光电子成像技术在等离激元功能器件、高阶等离激元涡旋场、等离激元斯格明子和低维半导体材料方面的应用.最后,我们将展望超快光电子成像技术在未来基础研究和应用研究中的新机遇.     

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.     

等离激元/介质微纳结构与光的互作用及其传感应用

微纳米尺度物质与光的相互作用研究对于光电转换、生物传感等领域的发展具有重要的科学意义.基于等离激元效应和介质光耦合机理增强光和物质相互作用的微纳光学研究涌现出众多优秀科研成果,在分子传感领域更是展现出巨大的应用潜力.本文重点围绕本课题组近年来在等离激元/介质微纳结构与光的互作用方面的相关理论与实验研究展开回顾分析,揭示...     

表面等离激元光学力研究进展

当一束光照射在物质上,光子与物质发生动量交换,部分动量转移到物质,等效于对物质产生作用力,称为光学力.这一作用力非常弱,一般在pN甚至更小的量级,但一定条件下,仍足以捕获和操纵纳米、微米尺度的物体.在金属纳米结构中,由于表面等离激元共振效应,诱导的局域电场可以产生增强的光学力,可以在亚波长尺度实现光操纵,并且由此衍生出一个极具吸引力的研究方向——表面等离激元光学力.本文介绍了利用金属纳米结构进行表面等离激元光学力操纵的最新研究进展.     

锑烯纳米结构等离激元的第一性原理研究

利用含时密度泛函理论(time-dependent density functional theory(TDDFT)),研究了锑烯纳米结构表面等离激元的激发特性,并给出了微扰场沿着扶手椅边界和Z字边界激发时锑烯纳米结构的吸收光谱.结果表明沿不同的方向激发,吸收光谱不同.距锑烯纳米结构表面0.9处的能量共振点的电荷密度分布表明,在低能共振区,等离激元共振属于键合二聚体的等离激元模式(BDP).     

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.     

基于表面等离激元的量子相干效应的理论研究

起源于金属中自由电子集体振荡的表面等离激元,具有超小的光学模式体积和亚波长局域的近场增益,为纳米尺度上研究光和物质相互作用带来新的机遇．共振的纳米金属结构的近场区域,具有各向异性的珀塞尔系数,并且可以为量子体系提供近场激发．我们理论上演示了基于表面等离激元结构的单分子共振荧光、原子布居数的本征量子拍频及其在表面等离激元结构中的纳米尺度上的实现、表面等离激元诱导的各向异性珀塞尔系数导致的亚波长尺度自发辐射谱线的变化．这些结果在超紧凑的有源量子器件中有潜在应用．     

光纤与表面等离激元波导的互联研究

利用在金膜上设计的4个直线排列的弧形二维光栅结构, 在实验上实现光纤与表面等离激元的四路光互联。当光纤照射到不同的弧形光栅上时, 将产生表面等离激元, 并被聚焦耦合到不同的波导中, 从而实现具有恒等、蝶形和全混洗3种方式的四路光纤与表面等离激元波导的光互联。在理论上, 利用惠更斯?菲涅尔原理进行数值模拟, 计算聚焦点附近的场强分布, 理论与实验结果符合得很好。     

纳米CuCl晶簇室温光吸收谱

实验测定了平均尺寸４．２ｎｍＣｕＣｌ晶簇的室这紫外和可见光吸收谱线，给出了Ｈｅ－Ｎｅ激光束辐照下的光吸收谱线，在３．１８７ｅＶ处有宽度０．６２ｍｅＶ的吸收尖峰。     

TiO2/γ-MnO2纳米复合物的制备及其在可见光下的催化性能

采用一步水热法,以三氯化钛（TiCl3）和高锰酸钾（KMnO4）为原料制备了二氧化钛/二氧化锰（Ti O2/γ-MnO2）复合材料.通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）研究了复合物的形貌和晶型,通过UV-Vis吸收谱分析了复合材料的吸光性能,复合材料在紫外-可见光波长范围内均有较好的吸光性能,并估算出其能隙大小约为3.03 eV.该复合材料在可见光下降解罗丹明（RhB）的催化结果表明,其在可见光下具有较好的光催化性能,Ti与Mn的摩尔比约为54∶1时,达到最佳催化效果.     

Solving surface plasmon resonances and near field in metallic nanostructures: Green’s matrix method and its applications

With the development of nanotechnology, many new optical phenomena in nanoscale have been demonstrated. Through the coupling of optical waves and collective oscillations of free electrons in metallic nanostructures, surface plasmon polaritons can be excited accompanying a strong near field enhancement that decays in a subwavelength scale, which have potential applications in the surface-enhanced Raman scattering, biosensor, optical communication, solar cells, and nonlinear optical frequency mixing. In the present article, we review the Green’s matrix method for solving the surface plasmon resonances and near field in arbitrarily shaped nanostructures and in binary metallic nanostructures. Using this method, we design the plasmonic nanostructures whose resonances are tunable from the visible to near-infrared, study the interplay of plasmon resonances, and propose a new way to control plasmonic resonances in binary metallic nanostructures.     

Ag沉积Bi12O17Cl2半导体制备及光催化活性研究

采用光原位还原法制备了一系列Ag沉积的氯氧化铋(Ag/Bi₁₂O₁₇Cl₂)二元复合半导体材料,并对其进行表征。X射线光电子能谱分析证实了样品中存在Ag单质,由于Ag颗粒的局部表面等离子体共振效应使紫外可见漫反射光谱图中可见光吸收能力明显增强,扫描电子显微镜图表明制备的材料具有纳米片堆积形成的三维立体形貌。与纯Bi₁₂O₁₇Cl₂样品相比,复合材料可见光照射下对甲苯醇的光催化选择性氧化性能明显增强,这主要与复合材料中形成了金属−半导体异质结以及Ag的等离子体共振效应相关。     

Investigation on composite Au/TiO_2 nanoparticles (Ⅰ)——Synthesis and characterization

Nanometer sized Au/TiO\-2 particles were synthesized by irradiation of a HAuCl\-4 solution containing colloidal TiO\-2 with light of wavelength (λ)>330 nm. The absorption maximum attributed to the surface plasmon band of gold was observed at 540 nm, a red shift of about 20 nm from the position in aqueous solution. The Au clusters are situated on the surface of TiO\-2 in terms of microcrystallite, which was confirmed by HRTEM, EDS and XRD. The electronic interfaction between the metal and the suport was discussed.     

金属双纳米棒表面等离子体耦合共振特性研究

本文利用离散偶极子近似法,研究金纳米棒双体结构之间的表面等离子体耦合共振特性,发现当金属双纳米棒之间的排列方式和间距改变时,其表面等离子体共振消光峰发生红移或者蓝移,适当间距的金纳米棒双体结构可以产生更强的局域表面增强电场. 本文对于金纳米棒双体结构的计算结果对于金纳米棒在生物传感方面应用具有一定的参考价值.     

用有效介质理论模拟Ag/AAO纳米有序阵列复合结构光学常数

运用Maxwell—Garnett有效介质理论，计算了Ag／阳极氧化铝（AAO）纳米有序阵列复合结构的光学常数（250～2000nm波段），探讨了Ag组分的体积分数对Ag／AAO光学常数的调制作用和Ag纳米粒子的长径比对其表面等离子共振吸收的影响．模拟结果表明，随着Ag组分体积分数的增加，在小于450nm波段，Ag／AAO复合结构的介电函数实部和折射率均逐渐减小，而介电函数虚部和消光系数逐渐增大；在大于450nm波段，Ag／AAO复合结构的介电函数实部、介电函数虚部及折射率均逐渐增大，消光系数则变化较小．模拟结果显示出Ag纳米粒子的长径比与复合结构表面等离子共振吸收峰位有较强的相关性．另外，理论模拟预期透射谱也与实验透射谱变化趋势一致．     

文昌鱼酸性磷酸酯酶金属辅基初探

从厦门文昌鱼Branchiostoma belcheri(Gray)分离提纯酸性磷酯酶(EC3.1,3.2),进一步经Sephadex G-75和羧甲基纤维素(CM-52)柱层析纯化,获得聚丙烯酰胺凝胶电泳单一纯酶制剂,比活力为351μm/min mg。酶液吸收峰在280nm,320nm,500nm,表现出含铁离子蛋白的特征吸收峰,用原子吸收法和化学法(邻啡绕啉比色法)分析,证明了文昌鱼酸性磷酸酯酶(ACPase)含有铁离子;还原剂Na_2S_2O_4处理浓度提高,酶活力及荧光强度下降,280nm和500nm峰下降,320nm峰消失,以Na_2S_2O_4测定ACPase失活和变性速度常激,结果表明,Na_2S_2O_4的失活常数大于变性带数。     

溶胶-凝胶-水热法制备Na0.5Bi0.5TiO3单晶纳米棒的研究

采用溶胶-凝胶-水热法在一定条件下合成单晶Na0.5Bi0.5TiO3纳米棒.该方法能够很好地控制产物的组分,避免高温晶化过程中Na或Bi离子的挥发.利用XRD、SEM、TEM和紫外/可见吸收光谱等分别对产物的物相、形貌、微结构以及光吸收等性质进行表征.结果表明获得的产物为三方相钙钛矿结构,NBT纳米棒与NBT粗晶材料...