激光分子束外延法制备Fe纳米阵列结构

采用阳极氧化铝箔的方法制备了孔径分布均匀的阳极氧化铝(AAO)模板,然后通过激光分子束外延(LMBE)的方法在这些孔洞里生长有序铁纳米阵列,根据控制生长的条件,生长出纳米线、纳米管,以及高度有序的量子点阵列,甚至得到纳米复制的新的复形模板.实验发现,虽然LMBE系统本身的高度可控性是这些不同类型的有序纳米阵列的前提,但不同材料在模板纳米孔洞里的不同生长趋向以及生长模式是探索可控生长的决定因素.这些可控参数的深入探讨为纳米阵列材料在微器件和纳米复制领域将有更直接的实际意义.

修饰银电极上单壁碳纳米管的表面增强拉曼散射

本文采用修饰了银纳米颗粒的银电极作为基底，获得了高质量的单壁碳纳米管（SWCNTs）的表面增强拉曼散射（SERS）光谱。在1100-1500cm^-1范围内观测到了一组表征SWCNTs结构的新峰。修饰在银电极上的银纳米颗粒不仅可以保证SWCNTs在这一体系中吸附的紧密性，而且通过变面等离子体共振起到了电磁放大的作用。通过对银纳米颗粒修饰银电极表面SWCNTs的SERS光谱及其随电位变化的SERS光谱的研究，我们可以研究这一过程中的SERS机制。理论和实验结果表明，银纳米颗粒修饰银电极上单壁碳纳米管的SERS很有潜力成为一种检测单壁碳纳米管合成质量的新方法。

富勒烯衍生物的拉曼光谱研究

利用近红外傅里叶变换拉曼光谱(1 064 nm)对4种C60衍生物进行了研究。实验结果显示,衍生物固体拉曼光谱中都包含了C60分子的特征拉曼峰,同时衍生物的拉曼光谱与C60拉曼光谱相比又有明显的不同,这主要是由于有机官能团的引入使得C60分子的结构发生了变化。通过对此现象的分析和解释,提出拉曼光谱分析是一种研究富勒烯衍生物的有效方法。

对巯基苯甲酸在电化学沉积金膜表面的SERS研究

SERS技术由于具有高灵敏度的表面效应,能够检测吸附在金属表面的单分子层或亚单分子层的分子,并能给出丰富的分子结构信息,因而己被广泛应用于界面科学以及定性和定量分析科学领域之中。本文在制备电化学沉积金纳米薄膜的基础上,利用扫描电镜观察金纳米薄膜的形貌,通过分析对巯基苯甲酸在电化学沉积金膜表面的SERS光谱,研究对巯基苯甲酸在金纳米薄膜表面的吸附方式。由SERS光谱分析,我们推断出对巯基苯甲酸可能通过羧基和S原子共同作用吸附在金纳米颗粒表面,且苯环平面可能与金薄膜表面成一定倾斜角。

氯离子对结晶紫-银胶-HOPG体系近红外表面增强拉曼散射增强作用的研究

利用银胶纳米颗粒与高取向性热解石墨(HOPG)制备表面增强基底,采用近红外激光(1064nm)激发,研究了氯离子对结晶紫(CV)分子近红外表面增强拉曼散射(Near-Infrared Surface-Enhanced Raman Scattering,NIR-SERS)的影响。结果表明,氯离子对"化学增强"和"物理增强"都有作用。同时利用扫描电镜(SEM)图像间接证明了这一结论。

Ca_(1-x)Al_2Si_2O_8∶Eu_x表面结构与荧光强度相互关系的研究

采用固相法分别在1 150,1 250,1 350,1 450℃下制备了Ca_(1-x)Al_2Si_2O_8∶Eu_x(x=0,0.01,0.05,0.15)系列微晶材料。通过X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、光致发光光谱仪(PL)和X射线荧光光谱仪(XRF)研究了CaAl_2Si_2O_8表面结构与荧光强度之间的相互关系。XRD和Raman结果表明:在制备CaAl_2Si_2O_8材料的过程中,随着温度不断升高,原材料逐渐结晶形成结构较为完整的CaAl_2Si_2O_8相;并且从拉曼光谱可以清晰看出,当Eu掺杂量相同时,随着烧结温度的升高,Si—O非晶相逐渐减少,硅氧四面体逐步形成,其振动峰位置逐渐向低波数移动,但当温度过高时硅氧四面体破坏形成宽化的的非晶峰;Eu的掺杂阻碍了Al取代Si位置的过程,因此在1 620波数处振动峰先增强后减弱。这种材料表面结构的变化与Eu的掺杂密切相关,影响着材料表面Eu原子数量分布。PL和XRF结果表明:相同Eu掺杂量时,温度越高越有利于Eu原子扩散到样品表面,从而使样品的荧光强度更强。因此样品的荧光强度和样品单位表面积Eu原子数量存在正比关系。

ZnO的变温拉曼光谱研究

ZnO陶瓷材料是用高温固相反应工艺制备。XRD表明材料为单一的六方纤锌矿结构。我们在温度103 K^583 K间,对陶瓷ZnO进行了系统的拉曼光散射的研究,ZnO有A1,B1,E1和E2等晶格振动模,我们系统地分析与讨论了其中的E2模和A1模的温度变化规律。散射峰的拉曼位移和半高全峰宽随温度的变化而改变,这种改变是由于晶格热膨胀和格点的非简谐振动的温度效应,在此物理模型基础上,进行了实验结果的完整的理论数值分析与讨论。

阴离子对银胶凝聚作用的影响

借助紫外-可见吸收光谱、透射电子显微镜和拉曼光谱技术,研究了几种阴离子(OH-、CO23-、SO24-、NO3-)对黄银胶的存在状态的影响.研究发现,阴离子的加入会引起胶体的凝聚和聚集体外形的改变,造成吸收光谱长波区新峰和异常拉曼光谱信号的出现.比较这些实验现象,再结合相应的理论分析,揭示了不同的阴离子和胶体间不同的作用方式和造成这些差别的可能原因.

Ba_(0.95)Eu_(0.05)TiO_3陶瓷的变温拉曼研究

采用高温固相反应方法制备了高质量的Ba0.95Eu0.05TiO3多晶陶瓷,X-射线衍射谱(XRD)表明所制备的材料为单相,SEM的图象显示材料致密。用波长为514.5 nm激光光源激发,在温度83 K-553 K区间内对Ba0.95Eu0.05TiO3陶瓷进行了系统的拉曼实验研究,实验证明散射强度是温度的函数,在相变点附近散射强度发生突变,同时Eu3+对Ba2+的替代导致了BaTiO3相变温度向低温方向位移。我们并对其物理机理进行了探讨。

荧光材料Y_2O_3:Eu变温拉曼光谱分析

本文用显微拉曼谱仪在波长为785 nm的激光激发下,对Y2O3:Eu陶瓷在温度83-473 K间进行了系统的变温拉曼实验研究。实验发现Y2O3:Eu的一些振动模在低温下没有出现,只有当温度达到一定值之后才可以被观察到,分析表明这是由于温度变化引起的简并振动模式分裂。此外,Y2O3:Eu的拉曼峰位、半高全峰宽(FWHM)也是温度的非线性函数,且不同的拉曼峰遵循不同的函数关系,本文分析这是由于晶格的各向异性导致的。

Y_2O_2S的制备及其紫外拉曼温度效应的研究

我们用一种新方法制备了高纯的Y2O2S,X射线衍射结果分析表明所得样品纯度很高,没有第二相和杂质峰。此方法不需要添加任何助溶剂、简单、易行极大提高了Y2O2S的纯度。样品的紫外变温拉曼的研究表明:Y2O2S拉曼峰位和半高全峰宽的温度关系可以近似看成为温度的线性函数,不同的振动模所对应的线性斜率是不同的,这是因为Y2O2S晶格的各向异性导致拉曼散射中不同散射模遵从不同的温度关系。

一种新基底上的C_(60)表面增强拉曼光谱研究

利用金纳米颗粒在十八胺分子的LB膜上自组装得到了一种新的表面增强拉曼光谱(SERS)活性基底。以C60分子作为这种新基底的探针分子,得到了高质量的C60SERS光谱。不但C60的振动模式增加了,而且很多模式发生了分裂,特别是一些禁戒的模式也出现在光谱中,这说明这种新基底是一种非常高效的活性基底。C60分子在新基底上的增强机制可能来自"热点"增强。

激光烧蚀法制备Au SERS活性基底

利用Nd:YAG(1064 nm)脉冲激光器对处于二次去离子水中的Au片进行烧蚀,我们可以得到nm级粗糙Au表面。利用激光烧蚀法可以制备出"化学纯净"的Au粗糙片,而不引入杂质离子。通过用C60作为探针分子,对这种粗糙Au表面的表面增强拉曼散射(SERS)进行研究发现,这种Au片是一种高效的SERS活性增强基底,其增强因子可达4×103。

化学气相沉积法制备大面积石墨烯及其光谱学表征

化学气相沉积（CVD）法是近年来发展起来的制备石墨烯的新方法。该方法产物具有生长面积大、质量高等优点，逐渐成为制备石墨烯的主要方法。用CVD法在常压下通过全面优化实验参量，以镍箔为基底制备了大面积少数层和单层石墨烯，用拉曼光谱，场发射扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）手段表征，通过分析常压下不同温度、不同载气成分比等实验参数，最终获得制备高质量、大面积、少数层石墨烯的最佳参量，用双共振理论解释少数层和单层石墨烯的拉曼光谱中2D峰强度随石墨烯层数变化而变化的原理。CVD法制备的石墨烯具有面积大、低成本、可测量性强、可用于大批量生产的优点，为工业用途石墨烯的制备提供了有效途径。

采用流化床反应器的ACCVD法制备单壁碳纳米管

采用流化床反应器,利用MGO作为催化剂载体,通过乙醇为碳源的化学气相沉积(ACCVD)法合成了单壁碳纳米管(SWCNTS)。该方法是让AR气流直接携带乙醇蒸汽进入反应器,用流化床反应器代替石英舟,使乙醇蒸汽与催化剂混合更加均匀,有利于SWCNTS的生成。采用MGO催化剂载体,易于用浓HCL对产物进行提纯。拉曼光谱和透射电镜(TEM)分析结果表明,通过该方法合成的SWCNTS具有无定型碳含量少、管径均匀等特点。

甲基橙-银胶体系pH和氯离子效应的光谱研究

研究了甲基橙-银胶体系的光吸收和光致发光信号随pH值和加入氯离子的变化规律.实验发现随着pH值的增加,分子的荧光发射峰与银胶的光吸收峰的重叠增大,引起体系中能量转移效率的增加,即428nm分子荧光峰的淬灭和560nm聚集体的特征光致发光峰增强现象的加剧.另外,不同pH值下氯离子的加入都会使染料分子更加密集的吸附在胶体银颗粒表面,形成分子吸附更加紧密的聚集体,造成体系中受表面吸附分子影响的光致发光峰获得了极大的增强.同时,因聚集体表面吸附层染料分子对入射光的大量吸收,导致到达内核银表面的入射光强度减弱,致使体系能量转移通道在一定程度上受阻,表现为428nm荧光峰的淬灭幅度减小.参照分子聚集体的形成理论,接合体系光谱的变化,从pH值的改变和Cl-的加入对分子结构及加剧聚集体的形成等方面的影响来解释发光和光吸收的显著变化.