银纳米粒子单光子荧光性质研究

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金属纳米粒子由于其独特的光学、电子学、生物医学以及药学等特殊性质而备受关注,其在各个领域都已经表现出实用性,包括从催化作用到等离子体应用以及光传感等等。在这些应用中,具有各向异性的金属纳米粒子由于其尖端效应使其局域场得到加强而显得格外具有实用性,比如表面增强拉曼散射就得益于金属纳米粒子表面电场的加强,而银纳米粒子在表面增强拉曼散射中比任何金属纳米粒子都更具优越性。在不断探索如何制备出产率较高、尺寸均一且可控的具有任意形貌的银纳米粒子的同时,研究单个银纳米粒子的形貌与其性质之间的关系则不断受到人们的关注,特别是金属纳米粒子的荧光性质。然而人们大多都研究金纳米粒子的荧光性质,其荧光机理也逐渐被大多数人所认可,但是研究银纳米粒子荧光性质的理论却少之又少,在很大程度上限制了银纳米粒子的应用。  本文以银纳米粒子作为研究对象,以缺角银纳米三角板以及银纳米棒的光学性质为中心,借助于光谱学以及散焦成像技术,研究了银纳米粒子的单光子荧光机理。全文共分为以下几部分:  第一部分为前期工作。首先由纳米材料引入到金属纳米材料的研究背景,点明我们的课题研究内容及其选题意义。接着介绍我们的实验和模拟方法。实验上详细介绍我们的样品合成方法以及实验设备;模拟部分主要介绍两种模拟方法:时域有限差分法(Finite Difference Time Domain,FDTD)以及离散偶极子近似法(Discrete Dipoles Approximation, DDA)。  第二部分是本论文的核心内容:银三角板的合成及其荧光动力学过程研究。我们先介绍了散焦成像技术,为我们下文的研究做铺垫,接着我们对自制合成的缺角银纳米三角板进行了吸收光谱以及透射电子显微镜图像表征,并同时与模拟的结果进行匹配,模拟出缺角银纳米三角板的偏振特性,为下文提供依据,最后对缺角银纳米三角板的单光子荧光机理进行了探讨,以及监测了其荧光光谱的红蓝移和荧光散焦图像的转动过程,并同时给出了解释。  第三部分是银纳米棒的合成及其光学性质研究。我们选用种子生长法成功制备出银纳米棒,并采用模拟和实验相结合的方法研究了银纳米棒的光学性质。  最后对全文内容做出总结,并提出本论文的不足之处及其研究展望。
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