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基于表面等离激元光子学的增强光谱研究

张正龙  
【摘要】:利用表面等离激元共振对金属纳米结构局域电磁场的增强作用,调制其附近分子的光学信号行为;通过改变金属纳米结构的大小、构型以及环境介质等因素,在纳米尺度上实现光学信号的有效调控。目前,基于表面等离激元光子学的增强光谱技术,已被广泛应用于超灵敏生物-化学传感、新型光源、高效光学元件、纳米光学成像等领域。本论文从表面等离激元光子学的基本理论出发,理论研究与实验观测相结合,并借助仿真模拟对表面增强光谱技术,特别是针尖增强拉曼散射展开一系列的研究。 论文主要内容包括两大部分: 一、利用电化学和微纳加工技术,制备纳米孔洞阵列和三维纳米结构,并探究其表面增强荧光效应;采用湿化学方法,合成高产率的聚集体金属纳米颗粒,研究其液相环境中的表面增强荧光和拉曼散射效应,并从理论和仿真模拟上对实验结果进行分析讨论。 二、利用高真空针尖增强拉曼散射系统,开展了以下三个方面的研究工作:超灵敏斯托克斯和反斯托克斯拉曼光谱研究,并以此实现了实验温度的原位探测;等离激元催化反应的分子动力学研究,并以此实现了对反应过程的原位调控;针尖增强拉曼光谱中的非线性效应研究。


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