贵金属纳米颗粒—量子点复合阵列结构制备及光学特性研究

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE论文题目贵金属纳米颗粒-量子点复合阵列结构制备及光学特性研究专业学位类别工程硕士学号201522040860作者姓名王影指导教师黄小平副教授II分类号密级注1UDC学位论文贵金属纳米颗粒-量子点复合阵列结构制备及光学特性研究（题名和副题名）王影（作者姓名）指导教师黄小平副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与

2、通信工程提交论文日期2018.04论文答辩日期2018.05学位授予单位和日期电子科技大学2018年06月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。IISTUDYONTHEFABRACTIONPREANDOPTICALPROPERTIESOFNOBLEMETALNANOPARTICLE-QUANTUMDOTHYBRIDARRAYSAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:MasterofEngineeringAuth

3、or:WangYingSupervisor:A.P.HuangXiaopingSchool:SchoolofPhysicalIV4摘要摘要一直以来，贵金属纳米和量子点复合结构的研究都是国际上关注的热点问题，其中在生物医学检测和太阳能电池以及光电显示技术等方面的应用均得到了广泛地研究。由于在外场作用下金属纳米颗粒产生的等离子体激元与半导体量子点产生的激子耦合相互作用会产生许多新奇的物理现象，如等离子体局域场增强效应和超快电子转移效应。这些新奇的效应使得金属纳米颗粒与量子点组成的复合纳米结构在近年来受到越来越多的关注。本论文主要研究了贵金属纳米颗粒-量子点复合阵列

4、结构的制备方法，进而研究了该复合结构的光致发光特性，即通过调整激发光偏振方向，来改变激发光偏振与贵金属纳米颗粒-量子点复合阵列结构偏振之间的夹角，使得复合结构中贵金属纳米颗粒对量子点产生的不同的荧光增强或减弱效果。进而，通过理论计算和仿真分析对贵金属纳米颗粒阵列结构和贵金属纳米颗粒-量子点复合阵列结构在不同激发光偏振状态下的光场强度分布；其次针对量子点不同结构构成的复合阵列结构在改变激发光偏振条件下测试其荧光发射光谱，对比了量子点有无包裹外壳、激发光偏振状态等不同情况下荧光发射光谱的强度变化。最后，简单的介绍了我们的复合结构在生物医学检测和太阳能电池的应用前景

5、。本文主要分为以下几个部分：1.首先采用公式推导、仿真计算等方法从三个方面展开分析：对于关键的倏逝驻波光源做了详细的分析讨论，并阐述了什么选择TE偏振532nm波长倏逝波作为光源的理由；并对于整个激光倏逝驻波系统进行了分析，包括计算了粒子的极化率，仿真了系统中的光场分布、并分析了粒子在光场中的受力同时简要介绍了银纳米颗粒阵列沉积原理等；对金属纳米颗粒和荧光物质的相互作用从能级上面予以讨论分析，并分析了金属增强荧光和金属淬灭荧光的物理机制；2.其次分两个步骤详细的描述了从光场搭建到完成银纳米颗粒-量子点复合阵列结构制备的整个过程。并在银纳米阵列基底的制备部分中主

6、要讲述了基底制备中涉及到的光场、制备步骤以及对制备出来的结构的形貌用SEM进行表征，并在最后以分析出的理想模型为模板进行FDTD仿真计算；3.最后应用光谱测试的手段研究了金属纳米颗粒-量子点复合阵列结构的荧光增强和淬灭效应，测试中考虑到了贵金属纳米颗粒-量子点复合阵列结构存在极性，在测试时我们选择了调整激发光偏振方式测试了复合结构的紫外激发荧光光谱。关键词：纳米颗粒阵列，量子点，金属增强荧光，金属淬灭荧光IABSTRACTABSTRACTTheresearchofnanostructureandquantumdotcompositestructureofpre

7、ciousmetalshasbeenahotissueintheworld.Theapplicationsofthebiomedicaldetectionandsolarcellsandphotoelectricdisplaytechnologyhavebeenwidelystudied.Theinteractionofplasmonproducedbythemetalnanoparticlesandtheexcitoninteractionproducedbythesemiconductorquantumdotswillproducemanynovelphy

8、sicalphenomena,such