球形银纳米颗粒及氧化硅/银纳米壳层的消光性能模拟

采用离散偶极近似理论,对球形银纳米颗粒和氧化硅/银纳米壳层在紫外-可见-近红外波段的消光性能进行模拟计算研究.研究结果表明:随着粒径的增加球形银纳米颗粒的偶极消光峰逐渐红移,四极消光峰开始出现且逐步红移,散射作用增强而吸收作用减弱.粒径和核壳比对氧化硅/银纳米壳层的消光性能均有很大影响,随着核壳比增大,主要消光峰发生规律性红移:当核壳比相同时,较大粒径的纳米壳层其消光峰位于较长波长处.当银壳层厚度超银的电子平均自由程时,纳米壳层的消光特征与同粒径银纳米颗粒的完全一致.     

双金属纳米结构光学特性分析

利用有限元法对菱形银金核壳结构纳米颗粒的光学特性进行仿真计算,结果表明,在研究的光谱范围内,消光截面图上仅存在一个明显的共振峰,并且随着壳厚度的改变而发生移动。与其他结构的纳米粒子作对比之后发现,双金属核壳结构具有较理想的共振吸收波长和较强的光学吸收,可以作为理想的表面增强拉曼散射基底。     

不同结构银纳米颗粒共振特性研究

应用有限元方法,计算了金属银球形纳米颗粒、球形核壳结构、椭圆核壳结构消光谱的共振特性。着重研究了球形银纳米颗粒的半径、球形核壳结构的半径及壳厚度、椭圆核壳结构的长径比及壳厚度,对共振峰位置的调控作用。结果表明,调整椭圆核壳结构的几何参数,可以较灵活的调控共振峰的位置。并用等离激元杂化理论和自由电子及振荡电子的竞争机制,对结果进行了合理的解释。     

SiO_2/Ag/SiO_2/Au多层纳米壳中的法诺共振现象

利用等离子体杂化理论解释了SiO2/Ag/SiO2/Au多层纳米壳的法诺共振现象,并利用有限元方法系统地研究了其消光特性。结果表明:具有对称性的多层纳米壳结构可以实现法诺共振。进一步证实了SiO2/Ag/SiO2/Au多层纳米壳的法诺共振是由其内球壳和外球壳的偶极-偶极耦合杂化产生。通过选择合适的几何参数,SiO2/Ag/SiO2/Au多层纳米壳法诺共振的位置可以调谐至600~900nm。     

核/壳型纳米银球的局域表面等离子体共振调谐特性研究

利用离散偶极子理论数值模拟了核/壳结构纳米银球局域表面等离子体共振调谐特性,并应用等离子体杂化理论对其数值结果进行了解释。研究结果表明:对于固定的球壳结构,当改变内核介质的介电常数与内核结构尺寸时,其等离子体共振峰发生了明显的移动现象;对于固定的内核结构,当外核厚度变化时能有效实现共振峰的调控。     

多层聚合物膜系高灵敏度表面等离子体共振传感理论研究

基于光学Kretschmann棱镜结构,建立了表面等离子体共振(SPR)传感器模型并进行了模拟计算,得到了基于聚乙烯和聚丙烯酸的多层膜系的SPR传感器共振光谱中共振波长随共振角度的演化.模拟分析表明,聚合物的厚度增加导致共振峰的红移,最佳厚度为100nm左右;聚合物薄膜可实现SPR共振峰的可控的红移和传感检测,聚乙烯相对于聚丙烯酸有较高分辨率;金纳米颗粒具有增强表面等离子体共振信号的作用,共振波长因其填充因子的增大而发生红移现象,半峰宽明显变宽,填充因子最佳值为0.2.     

Au@SiO2颗粒对石墨烯量子点拉曼信号的增强作用

采用金纳米颗粒包覆了一层二氧化硅壳层作为实验材料,利用该核壳材料增强石墨烯量子点的拉曼信号,并实现了单颗粒增强.实验中,二氧化硅的厚度可以通过反应时间得到控制,该壳层可以增强金纳米颗粒的化学和物理稳定性.本文方法与使用纯金纳米颗粒增强石墨烯量子点拉曼信号相比,其拉曼信号强度增强了20%以上.     

核壳粒子复合材料电磁波吸收层的吸波特征数值模拟

基于电磁波吸收和反射的基本理论,在探讨核壳粒子复合材料的等效电磁参数的基础上,针对核壳粒子复合材料的电磁波吸收层的吸波特征及其厚度的优化设计展开研究.分别探讨了由核壳粒子复合材料组成的单层和双层电磁波吸收层的吸波特征,给出不同入射角下功率反射系数与电磁波波长以及吸收层厚度之间的关系,确定其最佳电磁波吸收厚度.通过比较可以得出在同等条件下,含核壳粒子吸收层的吸收性能明显优于传统的常规材料吸收层.     

石墨气溶胶红外消光性能的研究

本文对石墨气溶胶的红外消光性能进行了实验研究.利用Mic 理论计算了不同粒度和波长时石墨气溶胶的消光特性.在此基础上探讨了石墨气溶胶的消光机理.     

Co3O4/Fe2O3核-壳粒子的制备及光学性能研究

在单分散准球形-αFe2O3纳米颗粒的悬浮液中,在氨碱催化下,CoCl2水解产生的Co(OH)2沉积在-αFe2O3纳米颗粒表面,形成核-壳粒子.经500℃热处理后,壳层物质晶化为立方晶系Co3O4,壳层厚度约为6 nm.不同的氨碱液对核-壳结构产生影响,在1 mol.L-1尿素溶液的催化下,得到均匀的核-壳结构.应用TEM和XRD分析了产物结构,并利用UV-Vis光谱对复合材料的光吸收特性进行了研究.与-αFe2O3纳米颗粒的吸收光谱比较,在光激发下,Co3O4/Fe2O3核-壳粒子光吸收特性发生改变,在可见光区产生新的强吸收峰.     

Synthesis and Largely Enhanced Nonlinear Refraction of Au@Cu_2O Core-Shell Nanorods

Au@Cu_2O core-shell nanorods with tunable thickness of Cu_2O shell were synthesized and their linear and nonlinear optical responses were investigated. Two transverse plasmon resonance peaks were observed when the Au nanorods were coated with Cu_2O shells, which were adjusted by the Cu_2O shell thickness. The nonlinear absorption of the Au@Cu_2O nanorods is enhanced by 5 times at the longitudinal plasmon resonance wavelength compared with that of bare Au nanorods. More intriguingly, largely enhanced nonlinear refraction and suppressed nonlinear absorption at the transverse plasmon resonance wavelength were observed in the Au@Cu_2O nanorods. Our findings indicate the existence of strong local field enhancement at the interface between the Au core and the Cu_2O shell, which would provide a promising strategy in designing plasmonic nonlinear nanodevices with good nonlinear figures of merit.     

Synthesis and Largely Enhanced Nonlinear Refraction of Au@Cu<Subscript>2</Subscript>O Core-Shell Nanorods

Au@Cu₂O core-shell nanorods with tunable thickness of Cu₂O shell were synthesized and their linear and nonlinear optical responses were investigated. Two transverse plasmon resonance peaks were observed when the Au nanorods were coated with Cu₂O shells, which were adjusted by the Cu₂O shell thickness. The nonlinear absorption of the Au@Cu₂O nanorods is enhanced by 5 times at the longitudinal plasmon resonance wavelength compared with that of bare Au nanorods. More intriguingly, largely enhanced nonlinear refraction and suppressed nonlinear absorption at the transverse plasmon resonance wavelength were observed in the Au@Cu₂O nanorods. Our findings indicate the existence of strong local field enhancement at the interface between the Au core and the Cu₂O shell, which would provide a promising strategy in designing plasmonic nonlinear nanodevices with good nonlinear figures of merit.     

修正偶应力理论层合薄板自由振动模型及尺度效应

通过引入各向异性的细观尺度复合材料层合板的本构方程,将各向同性修正偶应力理论推广到各向异性,基于虚功原理首次建立了复合材料层合板新修正偶应力理论的自由振动模型.该理论包含不同的两个材料细观参数,偶应力曲率应变不对称.但是,用于各向同性材料与原修正偶应力理论等价,为了便于工程应用,建立了只含一个细观材料参数的偶应力层合薄板理论弯曲和振动的简化模型.算例表明建立的偶应力层合薄板模型能用于分析层合板的自由振动尺度效应.     

中空银纳米球的制备及其性能研究

新型的金属纳米粒子因为独特的由表面等离子体共振诱导(SPR)的光学性质和很多的潜在应用而受到社会广泛的关注。在具有SPR效应的贵金属纳米粒子中,中空纳米结构有一个很高的散射系数,其共振频率通过改变中空核的尺寸和壳的厚度可以很容易地被控制。本论文中拟采用电化学方法结合电偶置换法在高定向热解石墨(HOPG)及金膜表面制备不同尺寸具有中空结构的银纳米阵列,研究了中空银纳米阵列的局域表面等离子效应(L-SPR),为其在SPR定性和定量研究中的应用提供理论指导。     

Cu-MgF_2纳米金属陶瓷薄膜的微结构及吸收光谱特性研究

对用蒸发技术制备的Cu -MgF2 纳米金属陶瓷薄膜微结构及吸收光谱特性进行了研究。微结构分析表明薄膜由fcc -Cu纳米晶粒镶嵌于主要呈非晶态的MgF2 基体中所组成 ,晶粒的平均粒度约为 1 4～ 1 6nm。Cu -MgF2 纳米金属陶瓷薄膜在 2 0 0～ 80 0nm波段内的吸收光谱表明 :随着波长增加 ,吸收减小 ;Cu纳米晶粒的表面等离子共振吸收峰出现于 560nm处 ;短波长区呈现较强的Cu的带间跃迁吸收。用三维弥散系统的Maxwell-Garnett理论对Cu -MgF2 复合体系的实验吸收光谱特性作出了解释。     

菲涅耳菱体的入射角效应

利用全内反射相变方程，阐述了斜入射相位延迟原理，分析了菲涅耳菱体相位延迟随其入射角变化的规律性。结果表明：当光束非严格准直时，光的入射角对相位延迟量有明显的影响，并从理论上定量给出了单一波长的光连续入射时入射角随波长变化而变化的计算公式，作出了i-λ关系曲线，从而为延迟器件的调整和正确使用提供理论依据，满足精确测量及智能调控的需求，     

局域表面等离子体研究进展

阐述了局域表面等离子体特性,金属纳米粒子的常用制备方法,以及不同形状、尺寸等因素对局域表面等离子体光谱和灵敏度的影响,分析了表面增强拉曼散射的增强因子与金属纳米粒子的等离子共振波长和拉曼激发波长之间的关系,介绍了局域表面等离子体在生物传感方面的应用.     

外磁场对THz波段超导表面等离激元的影响

根据超导二流体模型,研究了在THz波段超导材料铌表面存在的表面等离激元的色散曲线和特征长度随外磁场的变化关系,分析了外磁场对表面等离激元激发条件的影响.结果表明:外磁场强度增大时,色散曲线偏离光锥线程度将增大,表面等离激元传播距离、归一化波长及其在介质内的穿透深度将变小,而在超导材料内的穿透深度将增大,且色散曲线和特征长度随磁场的变化程度还与频率有关.同时,共振角度对外磁场变化不敏感,但共振频率将随外磁场强度增大而红移.该结果可为超导波导器件设计提供一定的参考.     

一种新型免疫传感器的研究

研究了可用于免疫学、分子医学、分子生物学、临床检验 ,也可用于药物筛选和开发新药的表面等离子体共振免疫传感器。这种传感器以横向塞曼激光器为光源 ,同一光束中包含正交的 P偏振光和 S偏振光 ,完全满足共光路原则。相位检测能避免电路的直流漂移影响 ,提高测量精度。同时 ,在研究了相位变化与金属膜的材料和厚度关系后 ,优化有关设计参数 ,构建了一个实验装置 ,并进行了蓖麻毒素蛋白与其抗体相互作用的动力学研究。实验结果表明 ,这种传感器灵敏度高 ,稳定可靠