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《基于量子點和納米金屬顆粒的熒光增強研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、基于量子點和納米金屬顆粒的熒光增強研究導讀：就愛閱讀網(wǎng)友為您分享以下“基于量子點和納米金屬顆粒的熒光增強研究”的資訊，希望對您有所幫助，感謝您對92to.com的支持!華中科技大學碩士學位論文1緒言1.1前言77近些年來，生命科學取得了迅猛的發(fā)展，它在未來的時間里將與我們的生活聯(lián)系越來越緊密，并且它與其他學科結合的需求也會更加強烈，將成為將來的科研重點。伴隨著生命科學的飛速發(fā)展，人們對于生物檢測技術的需求也日益強烈，需要有更精確，信號更強的生物檢測技術來實現(xiàn)這個需求。這要求我們要將傳統(tǒng)的檢測技術與現(xiàn)有的技
2、術相結合，并且結合諸如物理，生物，化學等多領域的知識與材料，開發(fā)出一些適用范圍更廣，靈敏度更高的生物檢測技術，來應對新時代科研的需要。近些年來，納米技術取得了飛速的發(fā)展，它是研究于納米尺寸（1-100nm）的物質和設備的設計方法、組成、特性的應用科學，隨著測量與表征技術的顯著提高，它已成為具有集前沿性、交叉性和多學科特征的新興研究領域。生物檢測技術中所用到的材料就是屬于納米技術領域，其中量子點（Quantumdots，QDs）是很重要的一種熒光檢測物質，它具有熒光激發(fā)譜寬、發(fā)射譜窄而對稱、發(fā)射波長可調、抗
3、光漂白性好等光學性質，不僅具有自己的特點并且還彌補了傳統(tǒng)熒光物質的不足，所以它在多個領域中已得到了廣泛的應用。在量子點取得廣泛應用的同時，納米金屬材料也在的應用中展露了頭角，由于具有表面效應、體積效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應等等[1，2]，它在許多生物、物理、化學領域也得到了廣泛的應用。納米金屬顆粒和量子點之間的等離子體共振效應，會對量子點的熒光強度產(chǎn)生增強的作用。人們可以利用熒光增強作用來更進一步的提高量子點作為熒光檢測物質的靈敏度，從而適應生物檢測領域更高更精準的需要。77本章將重點對量子點和
4、納米金屬顆粒以及它們相互作用的研究概況進行簡要介紹，主要包括量子點的特性以及應用，納米金屬顆粒的性質以及應用，量子點和納米金屬顆粒之間的等離子體共振效應、金屬熒光增強效應以及它們的產(chǎn)生原理和在生物，化學檢測領域的應用。1華中科技大學碩士學位論文1.2金屬增強熒光作用金屬納米粒子內部的等離子體共振作用，可以使其表面附近熒光物質的熒光強度顯著增強，這一現(xiàn)象被稱為金屬增強熒光（MEF）[3-6]。一般情況下熒光團都是在自由空間中被檢測的，即熒光團所輻射的能量可以被認為進入均勻的介質中。當金屬納米粒子出現(xiàn)在熒光團
5、輻射能量的范圍內時，該金屬納米顆粒的等離子體共振電磁場，可以改變它周圍輻射介質對熒光的衰減率，從而增加共振能量轉移的程度。熒光物質置于金屬納米顆粒附近合適的距離時，金屬納米顆粒的存在引起熒光物質總輻射衰減率增加，提高熒光團的熒光量子產(chǎn)率，縮短它的熒光壽命，如圖1，Jablonski能級圖描述了金屬納米顆粒在金屬增強熒光中的作用[5]。這個結果是由有激發(fā)光激發(fā)的熒光團與金屬納米顆粒的表面等離子體電子之間的相互作用所導致[7]。77圖1.1在自由空間條件(a)和金屬顆粒、島狀離子或溶膠存在時(b)的Jablo
6、nski能級圖[5]Fig1.1ClassicalJablonskidiagramforthefree-spacecondition(a)andthemodifiedforminthepresenceofmetallicparticles,islandsorcolloids(b)[5]1.2.1金屬納米顆粒的等離子體共振效應金屬納米顆粒由于具有量子效應、小尺寸效應等特殊的性質，從而表現(xiàn)出不同于塊狀金屬的光學、電學、磁學等性質，在這些性質中，其特殊的光學性質為人們所利用得最多。金屬納米顆粒的一個很重要的光學
7、性質是它的表面等離子體共振效應，它由于這個效應，可以在某些可見光區(qū)域表現(xiàn)出塊狀的金屬材料無法觀測到的吸收帶。這是由于當有入射光照射它時，它的導帶電子會擺動。在一般的顆粒中，其電子本身振蕩頻率主要由電子云的密度、有效電子質量、電荷分布形狀以及尺寸所決定。圖2華中科技大學碩士學位論文1.2是金屬納米顆粒的等離子體共振的示意圖[5]。金屬納米顆粒電磁場電子云77[5]圖1.2金屬納米顆粒的等離子體示意圖Fig1.2Schematicillustrationofplasmonoscillationformetal
8、nano-particles[5]一些貴金屬納米顆粒，如金、銀等，在可見光區(qū)域可以觀察到很強的等離子體共振現(xiàn)象，而其他一些金屬一般在紫外光區(qū)域內可以呈現(xiàn)較寬的弱吸收帶，這種差異與其本身等離子體躍遷有關[8]。金、銀等金屬納米顆粒表面的等離子體共振吸收峰所對應的波長以及半峰寬都與粒子的尺寸、形狀以及所處的環(huán)境有較大的關系。金、銀等納米顆粒的小尺寸效應對其等離子體共振吸收峰有一定影響。當該金屬納米顆粒的尺寸小于所吸收的光波長時，在
