過渡金屬電極表面吸附及其表面增強拉曼散射的理論研究.pdf

1、在SERS發(fā)現(xiàn)之后,人們又觀察到了其它表面增強光學效應(如表面增強紅外(SEIRS)、表面增強二次諧波(SESHG)和表面增強合頻(SESFG)),但是相關(guān)的表面增強機理也尚未被全面認知.基于這些效應皆需要在納米尺度上的粗糙表面或顆粒體系方可產(chǎn)生的實驗事實,我們認為以SERS效應為代表的表面增強光學效應不僅是表面科學、而且是納米科學的尚待解決的基本問題.因此,本課題的主要目的是通過理論研究,促進SERS機理和相關(guān)納米科學問題研究的深入開

2、展.本研究工作主要針對過渡金屬電極表面的吸附及其表面拉曼光譜強度進行了理論探討.雖然氫原子和吡啶分子屬于結(jié)構(gòu)簡單的表面探針,但它們在表面化學乃至表面科學技術(shù)中都具有極為重要的地位.所以我們選擇這兩個模型分子在過渡金屬表面的吸附和表面增強拉曼散射作為主要研究體系.氫原子在電極表面的吸附涉及到許多重要的表面過程,如表面析氫反應、金屬氫脆、燃料電池反應等.而吡啶分子是芳香化合物在表面過程中的典型探針分子.由于拉曼光譜不僅反映吸附分子的振動信息

3、,而且與表面電子結(jié)構(gòu)密切相關(guān).因此,理論研究電極表面拉曼光散射機理有利于從電子水平上揭示電化學界面現(xiàn)象的本質(zhì).總之,本博士后工作的初步研究結(jié)果表明,表面增強拉曼光譜是一種極為有用的譜學手段,人們從它不僅可以得到表面吸附探針分子的信息,也可以從它獲取表面低能電子動態(tài)信息.隨著激光源的發(fā)展和新型激光器的應用,選擇合適的探針分子,SERS譜將有助于人們探索更寬能量范圍的表面電子結(jié)構(gòu)信息.最后應當指出,本研究報告中理論工作仍處于探索階段,對于描