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《貴金屬納米顆粒的局域表面等離激元共振特性研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、南京大學(xué)碩士學(xué)位論文畢業(yè)論文題目：蚩金屬納苤題粒數(shù)屋堡麥直笠離邀丞基返繾性巫究直堂專業(yè)2QQ墨級碩士生姓名：叢超指導(dǎo)教師(姓名，職稱)：割瞳峻數(shù)援中文摘要近年來，隨著納米技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對納米材料的認(rèn)識及研究也取得了長足的進(jìn)步。其中，以金、銀、銅為代表的貴金屬納米顆粒，由于具有優(yōu)良的物理和化學(xué)性質(zhì)，從而被廣泛地應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、光電子學(xué)等領(lǐng)域。貴金屬納米顆粒的近場和遠(yuǎn)場特征主要源自于顆粒的局域表面等離激元共振。研究表明，貴金屬納米顆粒的局域表面等離激元共振特性將受到顆粒大小、幾何結(jié)構(gòu)、介電性能以及周
2、圍的物理環(huán)境等等因素的影響。此外，貴金屬納米顆粒周圍較大的近場增強(qiáng)也使其在非線性光學(xué)、掃描近場光學(xué)顯微鏡以及表面增強(qiáng)拉曼散射等方面都有著廣泛應(yīng)用。本論文以三種貴金屬納米結(jié)構(gòu)為研究對象(銀納米球殼、橢圓截面金納米管、二金屬三層同心納米管)，分別應(yīng)用Mie散射理論和時(shí)域有限差分方法研究了顆粒的局域表面等離激元共振特性，討論了結(jié)構(gòu)變化對顆粒等離激元共振特性的影響，并對研究結(jié)果的物理內(nèi)涵進(jìn)行了詳細(xì)的闡述分析。主要的研究內(nèi)容及結(jié)果如下：一、應(yīng)用Mie散射理論研究了銀納米球殼顆粒的幾何結(jié)構(gòu)變化及包埋介質(zhì)對其遠(yuǎn)場吸
3、收的影響。研究發(fā)現(xiàn)，銀納米球殼殼厚度變大將使其共振峰藍(lán)移，內(nèi)核變大將使共振峰紅移。內(nèi)核或包埋介電常數(shù)的增大均會使得銀納米球殼的吸收峰紅移。應(yīng)用極化電荷、自由電子及振蕩電荷的競爭機(jī)制對上述變化特征進(jìn)行了解釋。二、提出了一種全新的橢圓截面的金納米管結(jié)構(gòu)，并應(yīng)用FDTD模擬的方法研究了形狀變化、電場偏振方向變化、管壁厚度變化及內(nèi)核和包埋介質(zhì)變化對其局域表面等離激元共振特性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)橢圓半長軸不變，半短摘要軸減小會使得消光峰發(fā)生明顯紅移；而入射電場偏振方向與橢圓長軸夾角變大會導(dǎo)致消光峰紅移。管壁厚度
4、變薄將導(dǎo)致顆粒等離激元共振峰迅速紅移，內(nèi)核介質(zhì)介電常數(shù)的增大將使得消光峰紅移。研究還發(fā)現(xiàn)，顆粒的等離激元共振同樣依賴于周圍環(huán)境，并隨著包埋介質(zhì)介電常數(shù)的增大產(chǎn)生較大紅移。因此，該結(jié)構(gòu)可以很好的應(yīng)用于環(huán)境及生物組織的檢測。與此同時(shí)，還應(yīng)用FDTD模擬的方法研究了橢圓截面金納米管的近場分布特征。入射光波長為共振波長時(shí)顆粒的近場增強(qiáng)最大；半短軸變大使得納米管的場強(qiáng)分布從兩端高、中間低變化為均勻分布；入射電場偏振方向與橢圓長軸夾角的增加導(dǎo)致管內(nèi)的場強(qiáng)迅速增大；內(nèi)核和包埋介質(zhì)介電常數(shù)的增大均會使得納米管內(nèi)部及周
5、圍場強(qiáng)大小逐漸變小。三、應(yīng)用FDTD模擬的方法計(jì)算了Si02-Ag-Au和Si02一Au·Ag兩種二金屬三層納米管的消光光譜，并對其局域表面等離激元共振特性進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)核尺寸變大將會使兩種納米管的LSPR峰位均產(chǎn)生紅移；內(nèi)層金屬及外層金屬的殼層厚度變大均會使兩種納米管的LSPR峰位產(chǎn)生藍(lán)移。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)銀殼厚度變化對納米管水溶液LSPR的調(diào)制作用大于金殼厚度變化帶來的影響。關(guān)鍵詞：局域表面等離激元共振，貴金屬納米顆粒，Mie散射理論，時(shí)域有限差分方法，等離激元雜化II南京大學(xué)碩士學(xué)位論文TH
6、ESIS：LocalizedSurfacePlasmonResonancePropertiesofNobleMetalNanoparticlesSPECIALIZATION：AcousticsPOSTGRADUATE：CONGChaoMENTOR：Prof．LIUXiaoJunAbstractInrecentyears，withtherapiddevelopmentofnanotechnology，people’Sun-derstandingandresearchofnanomaterialshasm
7、adegreatprogress．Becauseoftheirexcellentphysicalandchemicalproperties，noblemetalnanoparticlessuchasgold，silverandcopperiswidelyusedinbiomedical，optoelectronicsandotherfields．Thefar·fieldandnear-fieldpropertiesofnoblemetalnanoparticlesaremainlyderivedfro
8、mtheirlocalizedsurfaceplasmonresonance(LSPR)．ResearchhasshownthattheLSPRpropertiesofnoblemetalnanoparticlesisaffectedbytheirsize，geometry，dielectricpropertiesandthesurroundingphysicalenvironment．Furthermore，noblemetalnanoparticle
