表面增强非线性光谱学

一个新的研究领域,表面非线性光谱学正在迅速发展。它起源于新发现的表面增强拉曼散射(SERS)与非线性光学现象的交叉,包括表面增强的二次谐波产生(SESHG),表面增强的双光子荧光,表面增强的超拉曼散射,四波混频及相干反斯托克斯拉曼散射等等。本文概述了这一发展中领域的实验结果、理论状况及可能的应用,对其特点(如高灵敏度、高分辨率等)及发展前景做了粗浅的分析和讨论。

吖啶橙染料吸附于银镜表面的共振喇曼散射

利用银镜体系研究了吖啶橙染料分子的共振喇曼散射及其特点,实验结果表明:稳定而增强的共振喇曼散射强度不仅与电磁效应有关,还与吸附分子内电子结构有关。吸附分子与金属表面间的能量转移对共振喇曼信号起稳定作用。

KCl溶液对SERS系统中弹性散射的影响

1 实验及结果实验时测最吡啶银胶系统中掺入不同浓度KCl溶液时的散射谱。银胶未加样品时呈黄色,与吡啶溶液的体积比为6:1.上述系统中掺入不同浓度的KCl水溶液0.5mL,并在加入KCl5min后,分别测量其散射谱。图1给出了1×10^(-2)M吡啶银胶系统中掺入KCl后的散射谱。曲线A,B,C对应所加KCl浓度分别为0,3×10^(-4)M,6×10^(-4)M。

聚集体分子的基频和高阶线性Raman散射研究

本文报道了2,2′菁染料的J聚集体吸附于银胶体的表面增强基频和高阶线性Raman散射效应,分析了基频和高阶线性Raman光谱随染料溶液浓度的变化关系。结果表明,J聚集体分子在银胶体表面具有一个稳定的吸附结构,且侧立吸附于表面,一些低波数振动模式起因于J聚集体分子。高阶线性Raman散射的增强与J聚集体分子的性质有关。

表面增强的分子间能量转移效应

研究了粗糙金属银表面对分子间能量转移效应的影响。实验观察到吸附分子增强的敏化荧光，结合表面局域电磁理论分析表明，吸附于银表面的分子间非辐射能量转移速率被增强102倍，证实了表面增强的分子间能量转移效应的存在。

表面增强的分子间能量转移效应的机理研究

对吸附于粗糙金属银表面的分子间能量转移效应的机理进行了研究.采用电磁理论,讨论了金属银表面对分子间能量转移速率的影响.结果表明,当能量供体(D)分子的辐射频率和能量受体(A)分子的吸收频率同时与银表面等离子体激发频率共振时,分子间非辐射的能量转移速率被增强10~3—10~4倍.采用表面增强喇曼散射(SERS)活性表面-银胶,测量了吸附的2,2菁染料单体分子和J聚集体分子的荧光光谱,观察到的J聚集体分子增强的592.4nm的荧光带是通过被加速的分子间能量转移过程而产生的,从而证实了表面增强的分子间能量转移效应的存在.

2,2′菁染料聚集体表面增强拉曼散射效应

菁染料常用于感光敏化剂和生物荧光探针。但近年来,实验发现菁染料的J聚集体表现出特殊的光学和非线性光学性质,这对光通讯、光计算机等领域的应用具有潜征的意义,因而又引起了人们的兴趣。目前人们对菁染料J聚集体的动力学发光行为的研究做了大量工作。本文则研究了1,1′-二乙基-2.2′菁染料(简称2,2′菁染料)J聚集体吸附于银胶体的表面增强拉曼散射(SERS)效应,首次观察到增强的泛频和组合频等高阶拉曼散射,讨论了其增强机理及J聚集体的吸附特点。

表面增强超拉曼散射效应

本文介绍了近几年发展起来的表面增强超拉曼散射（ＳＥＨＲＳ）效应的研究概况，其中包括ＳＥＨＲＳ的机制问题、基本特点、应用及有关实验事实．

卤化物对水扬酸分子表面增强喇曼信号的影响

研究了几种卤化物对水扬酸分子表面增强喇曼信号的影响,给出了表面增强喇曼谱(SERS)强度随卤离子浓度的变化及对时间的变化过程.并且对影响表面增强喇曼信号的机理进行了一定的分析.

卤族离子对银表面-分子系统中的表面增强Raman光谱信号的影响

本文研究了多种卤族元素对表面增强Raman光谱(SERS)信号的影响,给出SERS强度随不同卤离子浓度的变化关系及Raman特征峰强度反转现象,并对其机理进行了初步的分析。

SERS活性表面荧光增强或淬灭的机制研究

利用银胶和银镜两种SERS活性表面,对吸附分子的荧光增强或淬灭机制进行了实验和理论研究.结果表明,荧光增强或淬灭主要取决于局域电磁场增强和分子到金属表面无辐射能量转移过程的竞争效应.当满足吸收共振增强和辐射共振增强时,荧光被增强,反之荧光被淬灭.荧光增强最大一般只为10—10~2倍,远小于喇曼截面的增强.

利用SERS效应研究表面吸附动力学过程

本文提出了利用表面增强喇曼散射(SERS)效应研究表面吸附动力学过程的设想.基于此设想,我们对固-液界面吸附动力学进行了理论探讨,讨论了SERS信号强度随时间的依赖性,从而得到有关表面吸附动力学参量,并利用银胶体系对对氨基苯甲酸的吸附动态过程进行初步实验研究.结果表明,利用SERS效应对表面吸附动力学、尤其是微量吸附动力学的研究是非常有效的.

Surface-enhanced Raman Scattering of Aggregated 2, 2'-Cyanine Adsorbed on Silver Colloid

1 Introduction To our knowledge, cyanine dyes have been widely used as photographic sensitizers and biological fluorescence probes. Recently, the investigation of the optical and nonlinear optical properties of aggregates has attracted considerable attention, because of possible applications of these materials to the field of optical communication and computing. Many studies on the optical dynamics of aggregated cyanine dyes were re-