三角板银纳米颗粒的制备及其光学性质研究

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银纳米颗粒由于其独特的光学性质,在表面拉曼散射增强(SERS),表面荧光增强(SEF)以及生物分子检测等方面具有重要的应用前景,受到了广泛的关注。而银纳米颗粒独特的光学性质主要是由其形状,尺寸大小以及结构所决定,因而对银纳米颗粒的形貌控制合成逐渐成为了人们研究的一个热点。近年来,已经发展了许多成熟的合成不同形状,尺寸的银纳米颗粒的方法,其中包括有光诱导生长法,热转化法,微乳法,溶剂诱导法,界而诱导法,共还原法等等。其中光诱导生长法最容易实现对银纳米颗粒表面等离子体吸收峰(SPR)的精确控制,而且合成的银纳米颗粒尺寸均一度比较高,成为最常用的合成方法。  本文选取了三角板银纳米颗粒作为研究对象,首先对其进行合成并讨论研究其形成机理,其次对合成的三角板银纳米颗粒进行了光学性质研究,包括用散焦像研究其荧光性质,用Z扫描方法测试其非线性系数。  首先我们用光诱导方法制备了单分散性较好的三角板银纳米颗粒:用硼氢化钠作为还原剂,柠檬酸钠作为稳定剂和光还原剂,用PVP作为表面活性剂,用钠灯作为诱导光源。我们对生成的三角板银纳米颗粒进行了TEM,吸收谱表征,实验表征显示我们合成的三角板银纳米颗粒尺寸大约为100nm,略带缺角,表面等离子体共振吸收峰在650nm左右。  我们随后对合成的三角板银纳米颗粒进行光致荧光的研究。用532nm的激光作为激发光源,用荧光显微镜观察三角板银纳米颗粒散焦像的变化,并试图通过这些散焦像的变化去探讨三角板银纳米颗粒的发光过程。在实验过程中我们发现银纳米颗粒的散焦像一般经历各向同性-各向异性-取向转动-淬灭的过程,并且荧光强度有着良好的偏振性。我们认为三角板银纳米颗粒发光是一种氧化还原反应:三角板银纳米颗粒在空气中被氧化,在其表面形成了许多AgxOm(m<10)团簇,这些团簇在激光的作用下,被还原成发光的小的Agx。  Z扫描是一种简单而有效的测量材料非线性系数的方法。它的光路简单,操作容易,而灵敏度比较高,不仅可以确定非线性吸收与非线性折射的大小,而且可以确定他们的符号,是一种非常实用的测量手段。我们利用Z扫描技术,在波长为800nm,脉宽120fs,重复频率为76MHz的锁模激光的条件下,测量了我们所合成的三角板银纳米颗粒在不同介质中的非线性系数。
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