貴金屬納米顆粒的制備、自組裝及其生化傳感應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、以應(yīng)用需求為目的對納米材料的成分、結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行設(shè)計(jì)合成是當(dāng)前納米材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)問題之一。具備等離子共振可調(diào)變性質(zhì)的金屬納米顆粒由于其獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)以及在生物醫(yī)學(xué)、催化、電子、信息以及納米器件等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，近年來受到了人們的廣泛關(guān)注。
　　本論文以低維納米材料在高靈敏度生化傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，研究了貴金屬納米顆粒的制備手段、自組裝工藝及其生化傳感應(yīng)用基礎(chǔ)。貴金屬納米顆粒采用濺射法的制備手段。利用熱退火工藝和Ostwa

2、ld-ripening過程，進(jìn)行低維納米材料的低成本、大面積自組裝工藝。通過用生物大分子材料（龍膽紫）為分子探針，對自組裝納米結(jié)構(gòu)的表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）和表面增強(qiáng)熒光（SEF）進(jìn)行研究，探討了貴金屬低維納米材料的生化傳感應(yīng)用。
　　理論上，分析了貴金納米顆粒的濺射法制備機(jī)理、基于熱退火工藝和Ostwald-ripening過程的納米顆粒自組裝工藝原理。理解了局域表面等離子體共振（LSPR）效應(yīng)產(chǎn)生機(jī)理、表面增強(qiáng)拉曼散射（S

3、ERS）和表面熒光增強(qiáng)（SEF）效應(yīng)產(chǎn)生的原因，分析了產(chǎn)生SERS和SEF效應(yīng)的主導(dǎo)因素。
　　在實(shí)驗(yàn)部分，采用濺射方法制備貴金屬納米顆粒。通過控制濺射的時(shí)間，控制沉積于硅和二氧化硅襯底的貴金屬納米顆粒的粒徑和密度分布。利用原子力顯微鏡對制備的納米顆粒進(jìn)行形貌表征測試，對比分析兩種不同的納米顆粒沉積襯底對納米顆粒粒徑和密度分布的影響。利用三段式退火爐對沉積有金納米顆粒的二氧化硅襯底進(jìn)行熱退火處理，采用掃描電鏡和拉曼光譜儀對自組裝后

4、的納米材料進(jìn)行表征測試，對存在的差異進(jìn)行理論上的分析與探討。對基于 Ostwald-ripening過程的納米顆粒自組裝膜進(jìn)行 SERS和SEF效應(yīng)的對比測試，結(jié)合AFM形貌表征結(jié)果，分析不同的Ostwald-ripening過程處理時(shí)間、不同的納米顆粒沉積襯底、不同的Ostwald-ripening過程處理溶液對貴金屬納米顆粒自組裝過程的影響。對貴金屬低維納米材料的生化傳感應(yīng)用進(jìn)行了初步的探索，我們利用生物大分子（龍膽紫）作為分子探針