基于DNA控制的雙納米金球共振耦合對圖像增強(qiáng)的研究.pdf

1、光學(xué)檢測微納米粒子在納米光電子、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值和研究價(jià)值，而研究雙納米粒子共振耦合對圖像的增強(qiáng)效果，對提升光學(xué)探測納米粒子技術(shù)水平具有重要意義。在高會聚的光場激勵下，金屬納米粒子產(chǎn)生局域表面等離子體效應(yīng)，對圖像有增強(qiáng)效果，因此可以將納米粒子用于生物探針，對生物體做納米顯微成像。本論文應(yīng)用三維時域有限差分法(3D-Finite Difference Time Domain)，主要研究了雙金屬納米粒子結(jié)構(gòu)的耦合共振特性和共

2、振耦合對圖像的增強(qiáng)效果。本文的研究成果將廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)顯微成像領(lǐng)域，更易于對疾病作出早期診斷。
　　在顯微成像中，共振增強(qiáng)的強(qiáng)度和共振光譜特征一直是學(xué)者們感興趣的課題，但目前還未有深入的研究，本論文利用三維時域有限差分法，系統(tǒng)研究了單、雙體金屬納米結(jié)構(gòu)的耦合共振特性和近場分布之間的關(guān)系，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論。本課題的研究成果將廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)顯微成像領(lǐng)域，更易于對疾病作出早期診斷。
　　金納米粒子具有易制備、易修飾、體

3、積小，毒性低，且生物相容性良好等特性，可以作為生物探針，另外雙納米粒子的局域表面等離子體效應(yīng)能增強(qiáng)信號，更便于生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用。本文研究了:1）利用FDTD方法，建立模型，詳細(xì)說明了模型的建立及參數(shù)設(shè)定。計(jì)算了單納米金球和雙納米粒子的消光曲線和近場電場分布;計(jì)算了不同間距的雙納米金球的消光曲線及近場電場分布，比較了單納米金球和雙納米金球的消光曲線和能量分布，可以明確雙納米金球間存在局域表面等離子體效應(yīng)，并利用這個效應(yīng)探索對在圖像增強(qiáng)上

4、應(yīng)用;2）研究了雙納米金球與會聚光相互作用，雙納米球?qū)酃獾纳⑸渥饔?3）通過生物化學(xué)手段，自己設(shè)計(jì)并制作了直徑為60hm，間距為2nm左右的雙納米金球，并通過SEM掃描驗(yàn)證，用于光學(xué)掃描實(shí)驗(yàn)。
　　在本文中，通過模型仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了60 nm直徑雙納米金球耦合共振對圖像增強(qiáng)。本文主要創(chuàng)新點(diǎn):1）應(yīng)用數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)兩種手段驗(yàn)證了雙納米金球共振耦合對圖像的增強(qiáng)效果;2）通過FDTD方法的計(jì)算，明確了共振耦合作用與雙納米金