Au-MgF_2复合薄膜非规则微结构的多重分形表征

研究不同体积分数Au-MgF_2复合薄膜的非规则微结构,采用局部消除异常法获得薄膜的多重分形谱,结果显示：随着Au体积分数的增加,表征薄膜分布不均匀性的分形谱宽△α从1．4845减小到0．1308,表明薄膜中Au颗粒的分布越来越均匀。当Au体积分数6．0%和13．8%时,△f厂为负值,而当Au体积分数为38．2%和62．6%时,△f为正值,说明随着体积分数的增加,薄膜中Au颗粒的尺寸分布由小尺寸Au颗粒为主导分布,向大尺寸Au颗粒为主导分布的过渡。

Au/Al_2O_3纳米复合薄膜的制备和表征

用溶胶-凝胶法制备了Au/Al2O3纳米复合薄膜。利用X-射线衍射、X-射线光电子能谱、原子力显微镜以及紫外-可见光谱对薄膜的微观结构、表面形貌及光学性能进行了表征,研究表明:Au/Al2O3纳米复合薄膜是由纳米微晶组成的颗粒膜,复合薄膜均匀、致密、无裂纹,Au以纳米晶核形式镶嵌于Al2O3基体中,纳米Au晶核的粒径为23～26nm;复合薄膜在可见光区有较强的吸收,吸收峰位置与烧结温度有关,吸收强度随烧结温度和金添加量增大而增大。

Au/SiO_2纳米复合薄膜的结构表征及光致发光特性

采用磁控溅射和退火技术制备出Au/SiO2纳米复合薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)对上述纳米复合薄膜进行了结构表征。实验结果表明,纳米复合薄膜的表面上均匀分布着直径在100～300nm的金纳米颗粒。金纳米颗粒的大小随着退火时间的增加而增大。用荧光光谱仪(PL)对薄膜的光致发光特性进行了研究。结果表明,在激发波长为325nm时,分别在525nm和560nm处出现两个发光峰;在激发波长为250nm时,在325nm处出现发光峰,这一发光峰可能与非晶SiO2的结构缺陷有关。

(Au,Ag,Cu)/SiO_2二元合金分散复合薄膜非线性光吸收的Mie理论模拟

用修正的Mie理论,模拟计算分析了(Ag,Cu)/SiO2、(Au,Cu)/SiO2、(Ag,Au)/SiO2合金纳米颗粒分散体系的理论吸收光谱。研究发现当二元金属纳米颗粒以合金形式存在时,在一个波段处出现SPR吸收峰,峰位与合金组元的相对含量相关。模拟出的理论吸收光谱与实验结果一致。

Au/SiO_2复合薄膜的紫外光还原制备与光吸收性能

通过溶胶-凝胶法,利用紫外光辐射还原金(Au)得到了高均匀性Au/SiO2复合薄膜,并用SEM、TEM、XRD、UV-Vis光谱等手段对薄膜样品进行了性能表征,讨论了紫外光对金纳米粒子的还原机理。XRD结果表明,均匀分散于非晶SiO2中的Au纳米粒子呈现出面心立方多晶相;SEM结果表明,所得到的Au/SiO2复合薄膜中,纳米颗粒的尺寸较小,分布均匀;复合薄膜的UV谱表明,Au纳米粒子的表面等离子共振吸收峰随着焙烧温度的增加以及nAu/nSi的改变,从585nm附近逐渐红移至600nm附近,并逐渐增强,同时,nAu/nSi较大的3个薄膜样品分别在820,900和830nm附近的近红外区出现了吸收。

Au/TiO_2薄膜的制备及等离子体光催化性能研究

以TiO_2薄膜为载体,采用真空镀金和退火法制备了载金(Au)TiO_2(Au/TiO_2)薄膜光催化材料,并对制得的Au/TiO_2薄膜光催化材料进行了测试。研究结果表明:Au/TiO_2薄膜表面形貌呈岛状分布,薄膜表面Au层厚度20~80nm,相比TiO_2薄膜,Au/TiO_2薄膜在全光谱下具有更高的催化活性,在300W氙灯光源,亚甲基蓝(MB)水溶液初始浓度为20mg/L,降解时间为4h条件下,Au/TiO_2薄膜对MB的降解率最大达到94%,具有较好的降解性能。

有效介质近似在Cu-MgF_2复合纳米颗粒薄膜光学性质中的适用性研究

采用射频磁控共溅射技术制备了Cu体积分数分别为15％和30％的Cu—MgF2复合纳米颗粒薄膜。透射电镜形貌图像表明，薄膜由不同形状的Cu晶态纳米微粒镶嵌于主要为非晶态的MgF2陶瓷基体中构成。用椭偏光谱技术计算得到Cu—MgF2复合薄膜在270-830nm波段的光学常数谱。用考虑颗粒形状效应的有效介质近似计算得到Cu—MgF2复合薄膜在相同波段的光学常数谱。谱相结合，分析讨论了Cu—MgF2复合薄膜的光学特性。把两样品的透射电镜形貌图像与光学常数理论谱、实验结果表明：去极化因子取值0．33的麦克斯韦-噶尼特（Maxwell-Garnett）模型可以较好地解释Cu体积分数为15％的Cu—MgF2复合薄膜的光学性质，而去极化因子取值0．6的布鲁格曼（Bruggeman）模型可以较好地解释Cu体积分数为30％的Cu—MgF2复合薄膜的光学性质。

(Au,Ag,Cu)/SiO_2二元金属单分散复合薄膜非线性光吸收性的Mie理论模拟

采用修正的Mie理论模拟计算了(Ag,Cu)/SiO_2,(Au,Cu)/SiO_2和(Ag,Au)/SiO_2二元单质金属纳米颗粒分散体系的理论吸收光谱.研究发现,二元金属纳米颗粒分别以单质金属形式存在时,吸收光谱分别在2个波段处出现表面等离子共振吸收峰,二元金属的相对含量影响吸收峰的峰强,与峰位无关.理论模拟吸收光谱与前人实验结果符合良好.

Au/SiO_2纳米多层薄膜的制备及其性质表征

利用多靶磁控溅射技术制备了Au/SiO2纳米颗粒分散氧化物多层复合薄膜.研究了在保持Au单层颗粒膜沉积时间一定时薄膜厚度一定、变化SiO2的沉积时间及SiO2的沉积时间一定而改变薄膜厚度时,多层薄膜在薄膜厚度方向的微观结构对吸收光谱的影响.研究结果表明具有纳米层状结构的Au/SiO2多层薄膜在560nm波长附近有明显的表面等离子共振吸收峰,吸收峰的强度随Au颗粒的浓度增加而增强,在Au颗粒浓度相同的情况下,复合薄膜光学吸收强度随薄膜厚度的增加而增强.但当金属颗粒的浓度增加到一定程度时,金属颗粒相互接触,没有观察到纳米层状结构,薄膜不显示共振吸收峰特征.用修正后的M-G(Maxwell-Garnett)理论对吸收光谱进行了模拟,得到了与实验一致的结果.

Au/SiO_2纳米复合型材料的光吸收性质

在室温下用离子束溅射-沉积工艺在石英基材上生成Au-SiO2复合薄膜。把生成薄膜从500～900℃（分别保温5min）分五个不同温度进行退火处理。用X光衍射方法（XRD）对薄膜结构进行了测试，得到Au-SiO2纳米复合薄膜未退火（as—dep）和退火后的X射线衍射谱；透射电子显微镜（TEM）观察了经过700℃退火处理复合薄膜中Au粒子在薄膜中分布状态和颗粒大小。用分光计测试薄膜光吸收特性，吸收光谱范围为190～1000nm，发现退火温度从500～700℃，光谱吸收峰有明显红移存在，而在更高温度吸收峰的位置和强度几乎都不变。这与X射线衍射检测吻合。并用德鲁特（Drude）模型给于理论解释。