岛状纳米多孔金制备及其SERS特性研究

表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering,SERS)技术将纳米结构材料和拉曼光谱相结合,解决了传统拉曼散射技术灵敏度低的问题,为痕量物质检测提供了新的技术手段。高SERS活性基底材料是将拉曼光谱应用到痕量物质检测中的关键。采用磁控溅射技术结合脱合金工艺在硅片上制备出岛状纳米多孔金SERS基底,该基底的孔隙尺寸和金韧带宽度的比值远小于传统纳米多孔金,有效地增强了金韧带之间的电磁耦合效应,表现出更强的局域电磁场。该基底的检测极限可达约10^(−10) mol·L^(−1),且SERS光谱相对强度与浓度呈现出较好的线性关系,动态响应范围可达3个数量级。同时该基底结构均匀、性能稳定,制备工艺具有良好的可重复性。

金纳米团簇组装的表面增强拉曼散射基底

表面增强拉曼散射(SERS)光谱技术是一种高灵敏度的检测技术,已在社会发展的多个领域显示出潜在的应用前景。SERS活性基底的大面积、低成本、可控制备是表面增强拉曼散射光谱学研究领域的热点之一。利用溶液法将直径小于5nm的金纳米团簇旋涂成膜,调控退火温度和时间,将金纳米团簇融合组装成随机分布的金纳米岛。由于融合组装过程在150~210℃范围缓慢,控制条件可实现具有高密度增强"热点"的SERS基底,方法简单、成本低廉、面积大、均匀性高。我们利用该方法可重复性获得了性能优良的SERS基底。该基底对表面吸附的单分子层,具有强烈的表面增强拉曼散射光谱响应,150~210℃退火样品的宏观增强因子106~107量级。研究表明:相同条件下150~180℃退火,金纳米团簇首先融合成直径10~20nm细小金纳米岛;退火温度190~210℃时,形成10~20nm细小金纳米岛与50~70nm金纳米岛混合并存的现象。拉曼光谱表征显示:大、小金纳米岛混合并存样品的宏观增强因子高于细小金纳米岛组成的样品。经220℃退火后,金纳米团簇完全融合成直径50~100nm的金纳米岛,岛间距也随之增大,导致纳米岛之间的电磁场强度呈指数衰减,220℃退火的样品具有较低的增强因子。本论文揭示了金纳米团簇的缓慢自组装机制,分析了金纳米岛的形貌与表面增强拉曼散射光谱的关系,为该基底的应用研究奠定基础。

粒子等离子共振对有机半导体共混体系中激发复合体荧光发射的作用

研究了具有局域等离子共振特性的金纳米岛状结构阵列对高分子材料共混体系中激发复合体荧光发射特性的影响.实验结果表明,当粒子等离子共振发生在激发复合体荧光光谱区时,其荧光发射的强度得到了显著增强,且荧光寿命也得以延长.可以认为,粒子等离子共振诱发的局域场增加了激子的扩散距离,利于在相分离界面处激发复合体的形成.