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《西南大学》 2015年
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光子晶体与金属纳米复合体系的光学增强效应研究

王栋柱  
【摘要】:近年来,微纳光子学引起了人们的广泛研究,提高光与物质作用过程中的光利用效率并实现在微纳尺度上对光的操控是研究的重点,其中两个十分热门的研究方向是光子晶体和表面等离激元。光子晶体因其特殊的周期性结构而具有光子带隙特性,从而可以对特定频率光的传播进行操控。表面等离激元具有表面局域和近场增强的特性,也能够在纳米尺度上调制附近的电磁信号。光子晶体和表面等离激元的特性使其在表面增强拉曼散射和荧光增强方面有广泛的应用。将光子晶体和表面等离激元相结合起来的研究具有非常重要的学术价值和现实意义,因此本文开展了光子晶体与金属纳米复合体系的光学增强效应研究。本文的主要研究内容和结论如下:(1)以苯乙烯为单体,甲基苯烯酸为稳定剂,过硫酸钾为引发剂,采用乳液聚合法合成了聚苯乙烯微球。通过调节单体、稳定剂和表面活性剂的用量实现’了对聚苯乙烯微球粒径和单分散性的调节。通过胶体自组装法,制备了具有不同光子带隙的光子晶体薄膜。(2)通过胶体共组装、高温煅烧和离子束溅射制备了光子晶体与银纳米复合基底,对吸附在该复合基底表面的R6G分子的拉曼信号进行检测,发现该基底使R6G分子的拉曼信号显著增强,银厚度为20nm的复合基底检测限为10-9mol/L,银厚度为80nm的复合基底检测限为10-8mol/L,但复合基底存在干扰峰。以溶剂腐蚀法代替高温煅烧法制备的复合基底除去了自身的干扰峰,该方法制备的复合基底(银厚度为20nm和80nm)检测限均为10-7mol/L。这些复合基底都具有高密度的“热点”结构,因此相比于空白玻璃基底和银基底来说,检测灵敏度均有了明显的提升。(3)对具有不同光子带隙的聚苯乙烯光子晶体先进行硅烷化或疏水化处理,后经离子束溅射制备了光子晶体与银纳米复合基底。以量子产率高的RhB作为荧光物质,复合基底、光子晶体基底均显著提高了RhB的荧光强度。其中,表面疏水化处理的光子晶体基底荧光增强效果最好,跟石英基底相比最高可以增强荧光强度2486倍。以量子产率较低的MPS-PPV作为荧光物质,复合基底、光子晶体基底也都显著的提高了其荧光强度。其中,未经疏水化处理的复合基底的荧光增强效果最好,跟石英基底相比最高可以增强荧光强度165倍。产生荧光强度大幅度提升的原因是,表面等离激元使激发效率提高并使辐射衰减速率增加,以及光子晶体能够抑制自发辐射。其中,表面等离激元的增强效应对量子产率低的荧光物质效果更显著。
【学位授予单位】:西南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:O734;TB33

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 张昭,林向农,罗文彬,彭少方,王向东;多孔载银抗菌剂和灭菌性能评价[J];高校化学工程学报;2003年04期
2 张刚生;;大珠母贝韧带中的光子晶体型结构[J];科学通报;2007年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 严俊;张刚生;;褶纹冠蚌贝壳结构特征及其珍珠层呈色机制研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2011年03期
2 赵娣芳;徐春生;;镁硅酸盐复合纳米抗菌剂及其在日化领域中的应用[J];日用化学工业;2007年06期
3 唐建;张刚生;;裂纹格特蛤韧带中的天然生物光子结构[J];材料科学与工程学报;2009年06期
4 杨娜,严玉蓉,赵耀明;银系抗菌剂及其在纺织材料中的应用[J];化纤与纺织技术;2004年03期
5 徐清;蒋波;詹晓力;陈丰秋;;γ-氯丙基三甲氧基硅烷季铵化反应中的溶剂效应研究[J];高校化学工程学报;2007年04期
6 陈丽华;徐刚;徐雪青;王春平;;Ag纳米粒子生长动力学的局域表面等离子体共振研究[J];高校化学工程学报;2009年02期
7 陈育;郭守国;史凌云;;光谱学在金黄色海水珍珠鉴定中的应用[J];光学学报;2009年06期
8 李青梅;黄增琼;张刚生;;翡翠贻贝珍珠层的光子彩虹色表征及理论模拟[J];光学学报;2012年07期
9 陈甜甜;李娜;祝方琦;孙志轩;吴礼光;;反相微乳液制备AgCl/PMMA复合胶乳及其抗菌性能[J];高校化学工程学报;2015年02期
10 王万军;郭方方;吴志强;张晓东;;高岭石—纳米银复合物的制备与表征[J];资源环境与工程;2009年01期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 王万军;高岭石有机插层复合物的制备、表征及应用探讨[D];中南大学;2005年
2 赵娣芳;基于坡缕石载体的金属离子—光催化型纳米复合无机抗菌剂研究[D];合肥工业大学;2006年
3 黄增琼;一类新型纤维状蛋白质及其对生物矿化的调控作用研究[D];广西大学;2012年
4 纪丽丽;基于食源藻传递的咪唑羧酸配合物对珍珠层致色研究[D];东华大学;2014年
5 洪炜;响应性光子晶体水凝胶的构筑与应用[D];上海交通大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 杨小飞;稀土抗菌配合物及其纳米复合抗菌材料的研究[D];上海师范大学;2004年
2 李刚;彩扩废液的处理及综合利用研究[D];大连交通大学;2005年
3 赵婷;壳聚糖交联冠醚—纳米银分子组装抗菌材料的研究[D];四川大学;2006年
4 杨玲;纳米ZnO粉体功能改性制备技术及性能表征[D];四川大学;2006年
5 卢红芳;载银树脂的制备及抗菌性能研究[D];西安建筑科技大学;2007年
6 钟慧;基于表面等离子体共振效应的Ag纳米材料光电性能的研究[D];湖南科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 汪良贤;抗菌建筑卫生陶瓷的试制和展望[J];山东陶瓷;2000年04期
2 黄占杰;无机抗菌剂的发展与应用[J];材料导报;1999年02期
3 肖士民,李玲华,祁雁蓉,章莉娟,胡纪华,郑忠,张震;用天然沸石离子交换制备抗菌沸石——斜发和丝光沸石的应用[J];华南理工大学学报(自然科学版);1997年12期
4 李勃,周济,李龙土,李琦,韩朔,郝智彪;鲍鱼壳中的一维光子带隙结构[J];科学通报;2005年13期
5 张昭,彭少方,王向东,胡英;颗粒状载银珊瑚礁石的制备和它的灭菌性能研究[J];湿法冶金;2002年03期
6 吴建锋,徐晓虹,冯晋阳,郭强元,邓玉莲;无机抗菌剂的制备及抗菌效果的研究[J];中国陶瓷工业;1999年03期
7 张昭,王向东,曾光远,焦秀娟,彭少方;含银无机抗菌剂的研制和抗菌性能初探[J];稀有金属;2002年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 欧阳征标,李景镇;光子晶体的研究进展[J];激光杂志;2000年02期
2 贾天卿,李进需,李海章;光子晶体简介[J];安阳师范学院学报;2000年04期
3 友清;合成蛋白石可用作光子晶体[J];激光与光电子学进展;2000年01期
4 ;光子晶体无散射导光[J];应用光学;2000年01期
5 陈红艺,郭红莲,倪培根,张琦,程丙英,张道中;聚苯乙烯微粒光子晶体的反常透过特性[J];物理学报;2003年09期
6 云中客;蝴蝶与光子晶体[J];物理;2003年04期
7 陈凯,盛秋琴,韩军,王晶;光子晶体及其应用研究[J];光电子技术;2003年01期
8 张国范;光子晶体的数值模拟[J];光机电信息;2003年08期
9 杨旅云,邱建荣;光子晶体制备方法最新进展[J];激光与光电子学进展;2003年08期
10 林峰,彭景翠,李宏建,徐玉峰,李文华;光子晶体的研究进展[J];液晶与显示;2003年05期
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1 王京霞;崔丽影;田恩涛;江雷;宋延林;;大面积、高强度聚合物光子晶体的制备[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年
2 葛建平;;胶体光子晶体的磁组装及显示性能研究[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年
3 汪河洲;;光子晶体研究[A];全国第十二次光纤通信暨第十三届集成光学学术会议论文集[C];2005年
4 顾忠泽;刘兆彬;赵祥伟;;可用于生物分子编码的自组装光子晶体[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
5 王志兵;叶永红;;光子晶体中光学微腔的发光调制[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
6 金崇君;张道中;程丙英;李兆霖;倪培根;;光子晶体的研究进展[A];第四届全国光学前沿问题研讨会论文摘要集[C];1999年
7 胡小永;张琦;刘元好;程丙英;张道中;;快速可调谐三维光子晶体[A];第六届全国光学前沿问题研讨会论文摘要集[C];2003年
8 康凯;黄世华;董力强;高长城;;强制沉积3D光子晶体的方法研究[A];第11届全国发光学学术会议论文摘要集[C];2007年
9 杜晓宇;郑婉华;张冶金;任刚;王科;邢名欣;陈良惠;;慢光在光子晶体弯曲波导中的高透射传播[A];第十六届全国半导体物理学术会议论文摘要集[C];2007年
10 尹苏娜;王彩凤;余子夷;陈苏;;基于微流控技术制备湿度敏感型光子晶体微珠[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 贾正根;光子晶体学俏然崛起[N];中国电子报;2001年
2 清华大学材料科学与工程系 周济;光子晶体:光信息时代的“半导体”[N];中国电子报;2005年
3 张孟军;攀登光子晶体高峰的人[N];科技日报;2004年
4 刘霞;美制成兼具电学光学性质的光子晶体[N];科技日报;2011年
5 丛林;聚合物光子晶体研究取得进展[N];中国化工报;2011年
6 华凌;耐上千摄氏度高温的光子晶体问世[N];科技日报;2012年
7 杨健;中科院取得光子晶体理论创新[N];人民日报;2003年
8 ;我国光子晶体中原子自发辐射特性研究获突破[N];中国高新技术产业导报;2006年
9 新华;可变色塑料薄膜开发成功[N];福建科技报;2007年
10 ;穿上变色塑料薄膜“新衣”,食品变质一看就知[N];新华每日电讯;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张飒飒;聚合物光子晶体的制备及其光学特性研究[D];山东大学;2008年
2 童凯;一维缺陷光子晶体及其温度特性的研究[D];燕山大学;2007年
3 刘占芳;复合结构光子晶体的制备与性质[D];吉林大学;2008年
4 胡真;光子晶体器件数值模拟的Dirichlet-to-Neumann方法[D];中国科学技术大学;2009年
5 沈晓霞;单双光子聚合法结合制备引入缺陷的光子晶体及其色散性质的研究[D];山东大学;2009年
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7 罗丹;光子晶体中的超透镜和超弯曲效应研究[D];天津大学;2010年
8 郭楚才;平板光子晶体的理论与实验研究[D];国防科学技术大学;2010年
9 侯金;硅基光子晶体带隙特性与波导研究[D];华中科技大学;2011年
10 李进;光子晶体应用于红外辐射光谱控制的探索研究[D];中国科学技术大学;2011年
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1 张琳;光子晶体构筑基元的制备和表面修饰[D];青岛大学;2009年
2 张世昌;正方柱光子晶体中电磁波的异常传输现象研究[D];湖南大学;2009年
3 李集思;一维金属介质光子晶体的光学特性和应用研究[D];吉林大学;2010年
4 方博;光子晶体中光脉冲的动态调控和色散关系研究[D];上海交通大学;2010年
5 雍振;光子晶体传输特性数值模拟的时域有限差分方法研究[D];西安石油大学;2009年
6 王自霞;激光全息光刻制作一维层状光子晶体及其激射研究[D];青岛科技大学;2010年
7 张勇勇;含磺酸基凝胶光子晶体在分析中的应用[D];天津大学;2010年
8 董广才;基于光子晶体辅助的锥形结构表面等离子体激元的研究[D];吉林大学;2011年
9 倪培根;三维光子晶体的制备及其非线性效应的研究[D];山东师范大学;2000年
10 张杰;平板光子晶体本征模式研究[D];国防科学技术大学;2003年
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