金屬納米等離子體與Bi2S3 QDs相互作用機(jī)制的研究.pdf

1、利用表面等離子特性增強(qiáng)納米晶體材料(NCs)的光學(xué)特性有著廣泛的應(yīng)用，但是兩者之間的相互作用機(jī)理并不是很清楚。為了研究兩者之間相互作用的機(jī)理，本論文主要研究貴金屬(Ag)和熒光量子點(diǎn)(Bi2S3 QDs)的復(fù)合材料，以及不同形貌的貴金屬(Ag)薄膜和熒光QDs組合材料的熒光增強(qiáng)效應(yīng)。
　　本文系統(tǒng)地介紹了表面等離子體與半導(dǎo)體NCs相互作用的研究進(jìn)展、基本特征以及應(yīng)用。研究了化學(xué)制備的貴金屬(Ag NPs)，熒光量子點(diǎn)(Bi2S3

2、QDs)以及Bi2S3 QDs-Ag@SiO2 NPs復(fù)合結(jié)構(gòu)的光學(xué)性質(zhì)。本文的主要研究成果和結(jié)論如下：
　　1.研究了反應(yīng)溫度和時間以及試劑的比率對Bi2S3 QDs成核條件的影響。通過改變Bi2S3 NCs的反應(yīng)溫度和反應(yīng)物的比率，制備了不同尺寸的Bi2S3 QDs和納米棒，實(shí)現(xiàn)熒光QDs的尺寸可控。論文還系統(tǒng)的分析了其生長的機(jī)理，并且研究了不同尺寸QDs的熒光特性。
　　2.金屬納米粒(MNPs)的局域表面等離子共振(

3、LSPR)效應(yīng)與尺寸形貌有著密切的關(guān)系。首先利用FDTD的方法理論上研究了不同尺寸和形貌MNPs的吸收光譜和消光光譜。然后利用化學(xué)合成方法制備了不同形貌的銀納米粒子(Ag NPs)，再用溶膠凝膠方法制備Ag@SiO2 NPs。通過改變正硅酸乙酯(TEOS)的劑量調(diào)節(jié)Ag NPs的包裹厚度。實(shí)現(xiàn)Ag NPs的大小可控，SiO2厚度可調(diào)。仿真和實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)表明增大Ag NPs的外層包裹的厚度消光光譜會發(fā)生紅移。可以通過改變金屬納米粒的大小和厚

4、度調(diào)節(jié)其共振峰位。
　　3.研究了Bi2S3 QDs-Ag@SiO2 NPs復(fù)合結(jié)構(gòu)的熒光光譜特性。通過改變Ag@SiO2 NPs的濃度，發(fā)現(xiàn)其熒光強(qiáng)度發(fā)生明顯的變化，同時調(diào)節(jié)Ag@SiO2 NPs中SiO2的厚度，來改變Ag NPs與Bi2S3 QDs之間的距離，進(jìn)一步驗(yàn)證了熒光強(qiáng)度與Ag NPs與Bi2S3 QDs之間距離的密切關(guān)系。為了研究不同形貌的金屬薄膜對Bi2S3 QDs的影響，制備了硅基Ag薄膜，對其進(jìn)行不同溫度和時