有序銀納米通孔陣列的制備與應用.pdf

1、表面等離子體（SPs）是光與金屬中的自由電子相互作用時，由于二者共振頻率相同而形成的一種集體振蕩態(tài)。它可將光限域在亞波長尺度范圍內，實現(xiàn)在衍射極限下控制光場，因此是連接遠場光和近場光的橋梁。SPs激發(fā)會在金屬表面產生放大的電磁場和其它一系列特殊光電學性質；這些性質在多個領域具有重要的潛在應用。在各種各樣的微納結構中，金屬等離子體材料有序微納結構既具有單個孤立、微納結構單元的光學特征；同時，其結構單元之間相互耦合還會創(chuàng)造出新的光學性能。而

2、且，其結構規(guī)則，光學信號重現(xiàn)性好，便于通過結構調制。因此，金屬等離子體材料的有序微納結構有望成為新一代光電功能微納器件。本文針對有序的銀納米通孔陣列的制備以及其表面的光電學性質做了如下研究：
　　(1)利用乳液聚合的方法制備了粒徑在200-700 nm范圍內單分散的聚苯乙烯（PS）球，并研究了單體用量、攪拌速度對PS球粒徑的影響。
　　(2)通過納米球刻蝕結合化學鍍的方法制備銀納米通孔陣列，并研究了其等離子體傳感和SERS性

3、能。實驗和三維時域有限差分法(3D-FDTD)理論揭示銀納米通孔陣列產生增強光透射(EOT)現(xiàn)象，并且透射峰位置受陣列周期和孔洞高度的影響。銀納米通孔陣列的EOT性質使其具有等離子體傳感性能；研究發(fā)現(xiàn)在玻璃基底上制備的銀納米通孔陣列的折射率靈敏度可以達到295.38 nm/RIU，并且受周期的影響。此外，同一銀納米通孔陣列還可以作為SERS基底。其平均增強因子(EF)約為104，與理論增強因子值基本一致；信號重現(xiàn)性誤差小于8.08％。<

4、br>　　(3)通過雙層膠體晶模板電沉積制備了雙層銀納米通孔陣列，并研究了其等離子體傳感和SERS性能。研究了不同周期的單層和雙層陣列對折射率傳感的性能，發(fā)現(xiàn)：周期越大折射率傳感性能越優(yōu)，而且周期的雙層陣列的傳感性能優(yōu)于對應的單層陣列的傳感性能。其中，周期為616 nm的雙層通孔陣列的傳感靈敏度高達559.35 nm/RIU，品質因子為14.28 RIU-1。而且，作為SERS基底，雙層銀納米通孔陣列也比單層銀納米通孔具有更高的SERS