金属纳米粒子lspr效应的机理及其光谱特征研究

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1、毕业论文开题报告理论物理金属纳米粒子LSPR效应的机理及其光谱特征研究一、选题的背景与意义近儿年，随着微细加工技术和纳米材料的发展，纳米金属结构的电磁学性质正受到越来越多的关注，光与纳米金属结构的相互作用产生了一系列崭新的物理现象当电磁波入射到纳米金属列阵结构表面时，产牛的局域表面等离子体(localsurfaceplasmons)能使电磁能量剧烈地增强和汇聚.基于这些特性，纳米金属结构在生物传感、化学传感、光学设计和磁性数据存储等领域有广泛的应用前景。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题制备不同浓度、大小、形状的金屈纳米薄

2、膜，分析浓度、大小、形状对金属纳米粒子LSPR效应的光谱产生的影响三、研究的方法与技术路线1、通过阅读有关文献了解金属纳米粒子LSPR效应的机理2、把金属纳米颗粒溶解在有机玻璃中形成溶液，然后在硅片玻璃上涂抹成金属纳米粒子薄膜。3、观察金属纳米粒子薄膜的光谱特征。4、制备不同形状、大小、浓度的金属纳米粒子薄膜，比较它们的光谱特征，得出形状、大小、浓度对金属纳米粒子薄膜光谱的影响四、研允的总体安排与进度2010年12月：查阅文献，掌握金属纳米粒子LSPR效应，完成文献综述，翻译两篇外文文献。2011年3月：研究金属纳米粒了LS

3、PR效应的机理及其光谱特征，撰写论文初稿。2011年4月1日〜4月15B：修改论文，完成二稿。2011年4月25B：论文定稿，准备答辩五、主要参考文献：[42]Jin,R.etal.Controllinganisotropicnanoparticlegrowththroughplasmonexcitation.Nature425,487-490,(2003)[5]Yonzon,C.R.etal.,Towardsadvancedchemicalandbiologicalnanosensors-anoverview,Taiant

4、a67,438-44&(2005).毕业论文文献综述理论物理金属纳米粒子LSPR效应的机理及其光谱特征研究LSPR的定义LSPR现象是仅限丁•金展纳米粒子(有时被当作金屈簇)和金屈纳米结构中的传导电子共振现象。它发生在金属纳米结构屮，如纳米粒子，纳米三角形，纳米岛等。当光子跟金属纳米粒子中的传导电子振动相兀配时，就会产牛LSPR现象。用入射波长能够激发共振的电场激励LSPR,会产生强光散射，出现强表面等离子体吸收带，同时局部电磁场增强。LSPR的研究历史多项研究表明，基于LSPR的纳米传感器的传导机理与平面传感器的传导机理一

5、致，是SPR传感器的拓展和延续。在近20年来，SPR传感器，利用折射率的原理来探测接合在金属表面上或其附近的分析物，并且被广泛的用于检测一系列的分析物的表面接合相互作用。但是就SPR技术来说，它有三个明显的缺点:(l)SPR的共振角和共振波长的移动检测模式需要大量的光学阵列来实现;(2)局限于一些平方微米量级的信号传感元的尺寸，特别典型的是10nmxl0

6、im；(3)$时性不强。为了提高SPR生物传感器的灵敏度，近年来，基于纳米材料制成的生物传感芯片受到研究者广泛的关注。金属纳米粒子或不连续的金属纳米结构中存在局域表面等离子

7、体，当其受到入射光激发时，会引起局域表面等离子体共振(LSPR),该金展纳米结构表面的局域电场被增强，对某一波段的光谱展现出强烈的吸收。金、银、钳等贵金属纳米粒子具有很强的LSPR效应，它们在紫外一可见光波段展现出很强的光谱吸收。LSPR效应是纳米贵金属颗粒表面电磁场增强的结果，这是平面金膜所不具备的由于LSPR在这些方面优于SPR,所以LSPR取代了SPR。LSPR的现状目前局域表面等离子体共振(LSPR)的形成以及它载体上的金和银纳米粒子的光学特性都具有很大的吸引力。金和银纳米粒子在各种纳米光学的应用，如生物芯片，以及纳

8、米尺度方面都得到了广泛的重视和研究。被测溶液和固定在衬底表面的粒子Z间的反应能够引起的生物分子层厚度的变化，而基于LSPR的检测方法就能够对这种即时变化进行检测。我们知道，纳米粒子，如金和银，在可见光区域有强吸收作用，这就是通常所说的LSPR吸收。这种LSPR现彖发生时，入射光子频率同金属纳米粒子或金属岛传导电子的整体振动相兀配。纳米量级的粒子在紫外■可见光区域表现击独特的光学响应，它们的吸光率随着光子能量的减少呈指数衰减（被称为Mie散射），在这个区域会出现LSPR带，对于粒子材料来说，它是叠加而成的。研究显示，表面等离子

9、体能量和强度对粒子结构和周围环境媒介等很多因素敏感。贵金属纳米粒子由于其独特的光学特性，即它们有在普通金属的光谱中不存在的强烈等离子体共振光谱吸收带，同时，基于LSPR的设备还能够与简单光学系统同时建立，这也使得对贵金属纳米粒子基于LSPR派生的各种传感器的技术研究十分热门。LSPR的发展