零维纳米光电材料的制备、表征及应用

【摘要】：本论文主要对零维金属纳米材料(锗纳米晶和银纳米颗粒)的制备、表征及应用进行了研究。利用透射电子显微学技术对锗纳米晶的微观结构进行研究,为特定尺寸锗纳米晶的制备提供理论基础;以银纳米颗粒为活性基底,利用表面增强拉曼散射(SERS)技术对单细胞进行检测,成功区分两种不同细胞壁的酵母细胞,对细菌分泌物进行检测,为耐药菌的快速检测提供数据支撑。本论文研究内容主要分为以下四章:第一章首先对纳米材料在新能源以及生物医学领域的应用进行综述,其次对锗纳米晶和SERS理论进行简介。第二章通过离子注入法在非晶二氧化硅薄膜中制备锗纳米晶,并对其尺寸分布及微观结构进行研究。结果表明,锗纳米晶的尺寸和粒径差异随注入剂量的增加而不断增加;最大的锗纳米晶在锗浓度最高的地方形成;定义了1~10 nm锗纳米晶尺寸的阈值,并估算了参与生成锗纳米晶的锗含量大约在40%~60%。第三章通过化学还原法制备银纳米颗粒并以此为SERS活性基底,在单细胞水平进行研究。结果表明,含有表面保护剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的银纳米颗粒重现性较好;SERS可以很好的区分两种细胞壁不同的酵母细胞。第四章确定了大肠杆菌应激反应SERS信号来自于细菌分泌物;发现变异链球菌与大肠杆菌应激反应不同,可以用于细菌鉴别;基于应激反应现象对大肠杆菌耐药性进行探究,为开发快速检测耐药菌提供数据支持。