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.     

微纳米卟啉金属有机络合物的合成

我们通过一种简单的绿色合成方法,得到微纳米尺度的金属卟啉配合物,并通过选择不同的金属离子,实现了对金属卟啉配合物的可控组装,得到了从零位、一维和二维的金属卟啉配合物.并借助扫描电镜、红外光谱、X射线衍射谱(XRD),X射线光电子能谱(XPS)等对其结构进行了表征,详细考察了其影响纳米结构的影响因素和动力学生长过程.     

两种纳米结构VO2(B)的合成、表征和生长机理的研究

在水热条件下,分别以表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）和十六烷基三甲基溴化胺（CTAB）为软模板合成了VO2纳米粉和纳米针,用SEM,TEM,XRD表征了材料的表面形貌和晶体结构．结果表明,产物的晶体结构为单斜相结构VO2（B）,纳米粉的粒径为50-100nm,纳米针直径为50-100nm,长为1～2μm,水热时间和表面活性剂的种类对产物的形貌及大小起到了调控作用;同时对不同形貌VO2纳米晶的形成机制进行了理论探讨．     

水热/超声法合成γ-Fe2O3纳米空心球及磁性

结合水热法和超声法的优点, 首先用水热法合成出晶粒尺寸约为15 nm的Fe₃O₄纳米实心球, 用硝酸处理并最终在硝酸铁溶液中超声Fe₃O₄纳米实心球, 得到了晶粒尺寸约在5 nm的γ-Fe₂O₃纳米空心球. X射线衍射(XRD)、X射线散射能谱(EDS)、扫描/透射电子显微镜(SEM/ HRTEM)、氮气和孔径分布(BJH)证明所得的样品为高纯的具有孔结构的γ-Fe₂O₃纳米空心球. 超导量子干涉仪(SQUID)和稳定性实验显示, γ-Fe₂O₃ 纳米空心球在室温下为超顺磁性, 且具有较高的饱和磁矩和化学稳定性, 这为γ-Fe₂O₃纳米空心球在药物运输领域的应用提供了依据.     

特殊形貌纳米氧化锌的吸波性能研究

纳米ZnO作为一种新型吸波材料受到广泛关注,但对非c轴生长的ZnO纳米结构材料的吸波性能还缺乏系统研究.为了探讨ZnO纳米晶体的形貌对其吸波性能的影响,在熔盐、类离子液体等强极性介质中,合成了枝晶状、片状、锥状等非c轴生长的ZnO纳米结构材料,用XRD、SEM、TEM等对其物相、形貌进行了表征,对不同形貌的ZnO纳米结构材料的电磁性能与吸波性能进行了系统的分析,并与商品ZnO微粉的吸波性能进行了比较.结果表明,ZnO纳米片的吸波效果较好.复合了磁性材料后,ZnO的吸波性能有明显提高.     

半导体纳米线——宏观牛顿世界与微观量子世界的理想桥梁

本文以我们的研究团队自1995年以来在半导体纳米线材料与物理研究中所做的科研工作为主线，从如何自下而上地规模、可控制备硅等半导体纳米线的开创性研究工作开始，着重介绍半导体纳米线独一无二的物理性质的代表性研究工作，以及它们在高品质真空电子源、新型高效光电器件、新能源器件方面的潜在应用的研究成果．最后，对半导体纳米线的未来发展前景进行了展望．     

微乳法制备纳米硅酸钙

利用溶剂热的方法,在阳离子表面活性剂CTAB(十六烷基三甲基溴化胺)的存在下,制备出了不同形貌的硅酸钙纳米晶粒.通过改变水与表面活性剂的浓度的比值,发现对产物硅酸钙形貌的控制有着重要的影响,并对硅酸钙的生成机理做了初步的探讨,认为水与表面活性剂的浓度比值在反应物的浓度逐渐增大时,胶团的内部有更多的反应物聚集,使产物尺寸变大,促进了产物的晶化,易形成棒状的结构;反之,易得到球形的纳米晶.     

通过添加Dy和Ga改善纳米复合永磁合金的磁性能

采用快淬及热处理工艺 ,通过复合添加Dy和Ga ,制备了高磁性能的NdFeB纳米复合永磁合金。最佳条件下 ,添加Dy和Ga的合金磁性能为Jr =1.16T、Hci =5 80 .92kA/m和 (BH) max=16 2 .74kJ/m3;而不含Dy和Ga的NdFeB合金为Jr =1.18T、Hci =379.5kA/m和 (BH) max =119.5kJ/m3。X射线衍射和透射电子显微分析表明两种合金均由 2 :14 :1硬磁相和α -Fe软磁相组成。 2 :14 :1相晶粒尺寸在两合金中相当 ,但添加Dy和Ga的合金的α -Fe相晶粒尺寸和含量分别小于和低于不含Dy和Ga的NdFeB合金     

高分子络合法自组装ZnO纳米结构和形貌调控

研究采用高分子络合法工艺制备ZnO纳米结构材料时晶体尺寸、形貌和质量的控制影响因素和机理.发现ZnO纳米结构的自组装生长由其极性生长特征和高分子网络骨架限域所决定.采用不同络合材料可调控ZnO纳米结构的形貌,如以聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等高分子材料作为络合剂时,分别可以得到均匀直径的ZnO纳米棒、纳米线,而作为对比,当以氨水、柠檬酸钠和六亚甲基四胺等小分子材料作为络合剂时,则分别得到ZnO纳米花、纳米片和棒槌状纳米棒;控制适度弱碱性的络合溶液pH值有利于ZnO纳米结构沿［0001］取向生长,在弱碱性溶液中易得到长柱状ZnO纳米线,而在强碱性溶液中易形成短的ZnO纳米棒以至颗粒.     

低维量子系统等离激元介电函数表象变换理论

推导低维量子系统中等离激元介电函数的矩阵表达式，建立了矩阵表达式、张量表达式和傅立叶表达式之间的变换关系.根据有限子带模型,在不同表象下计算量子阱结构和半导体超晶格中等离激元模式的色散关系,并通过数值计算证实了在这3种表象下等离激元介电函数表达式是彼此等价的.