纳米银颗粒的磁控溅射制备以及荧光增强应用

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1、分类号：单位代码：１０１４０密级：学号：４０３公开１３３１８０３．？ｉｔＡ聲ＬＩＡＯＮＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文ＴＨＥＳＩＳＦＯＲＭＡＳＴＥＲＤＥＧＲＥＥ纳米银颗粒的磁控溅射制备以及荧光论文题目：增旨虽运角Ｔｈｅｒｅａｒａｔｉｏｎｏｆｎａｎｏｓｉｌｖｅｒａｒｔｉｃｌｅｓｂｍａｎｅｔｒｏｎｐｐｐｙｇｓｕｔｔｅｒｉｎａｎｄｕｓｉｎｏｎｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ英文题目：ｐｇｇ论文作者：张涛指导教师：王绩伟教授微电

2、子学与固体电子学专八年五月完成时间：０申请辽宁大学硕士学位论文纳米银颗粒的磁控溅射制备以及荧光增强应用Thepreparationofnanosilverparticlesbymagnetronsputteringandusingforfluorescenceenhancement作者：张涛指导教师：王绩伟教授专业：微电子学与固体电子学答辩日期：2018年5月20日二○一八年五月·中国辽宁辽宁大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果除加以标注

3、的内容外，不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，不包含本人为获得其他学位而使用过的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中进行了标注，并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。■学位论文作者签名：及年ｊ月々曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的原件、复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅。本人授权辽宁大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，

4、可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同时授权中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国博士学位论文全文数据库》和《中国优秀硕士学位论文全文数据库》并通过网络向社会公众提供信息服务。学校须按照授权对学位论文进行管理，不得超越授权对学位论文进行任意处理。保密（），在后解密适用本授权书。（保密：请在括号内＿年划‘，，Ｗ），］７授权人签名：私為指导教师签名：￥乡奮半？曰期：年月＞曰曰期：年月如曰摘要摘要基于纳米金属颗粒的等离子共振特性实现荧光物质发光增强

5、的相关研究已经成为当前纳米金属材料研究应用的一个热点方向。银纳米颗粒由于表面等离子共振的原因会在紫外可见光之间产生一个明显的吸收带，在荧光增强、生物医学检测、促进光催化等领域都有非常好的应用前景。本论文围绕纳米银颗粒的制备方法以及纳米银颗粒对荧光体系的发光增强进行研究，主要有以下几点内容：（1）利用磁控溅射的方法，采用交替循环溅射银靶和钛酸钡靶的方式，在氮气氛围下退火，最终在钛酸钡薄膜的表面制备出银颗粒。通过扫描电镜、紫外分光光度计等手段进行表征分析，所制备的银颗粒形貌均匀，粒径大部分在分布20-30nm之间，等离子吸收共振

6、吸收特性较强。此外，还侧重分析了退火温度和循环层数对纳米银颗粒形貌和等离子吸收特性的影响。退火温度的提升有助于银颗粒的融合和扩散速度，进而提升了颗粒的致密程度和均匀程度，等离子共振吸收特性也随之增强，通过对比确定较适宜的退火温度为500℃。循环层数的改变对纳米银颗粒的致密度有重要的影响，虽然随着循环层数的递增，颗粒的尺寸在降低，颗粒的致密度却在增加，致密度的提升增强了等离子体共振吸收特性。在固定银溅射厚度为2nm，钛酸钡溅射厚度为10nm时，等离子共振吸收最强的循环层数为三层。纳米银颗粒共振吸收峰还受到周围环境的影响，可以通

7、过改变纳米颗粒周围的介质环境来调控纳米银颗粒的吸收峰。银纳米颗粒在钛酸钡表面相比于石英片表面，吸收峰发生了明显的红移。通过引入具有高介电参数特性的钛酸钡，使银颗粒的吸收峰移动到可见光的范围内，便于银颗粒的吸收峰与荧光相耦合。（2）通过浸渍提拉的方法将CdSe量子点和所制备的纳米银颗粒复合在一起，选择450nm作为激发波长，便于激发波长和纳米银颗粒的等离子共振吸收峰值相接近耦合。结果发现CdSe量子点的发光强度得到了增强，最大的增强倍数可以到达8.7倍。发光的增强倍数与纳米银颗粒的等离子吸收特性有重要的联系。通过分析其中的增强

8、机理，发光增强可能主要是由于所制备的纳米银颗粒和激发光相互耦合作用，增强了CdSe量子点周围的局域电场，提升了激发效率，I摘要属于耦合增强的机制。3+3+（3）利用溶胶凝胶的方法制备掺有稀土离子Er-Yb的BaTiO3胶体，将胶体旋涂到所制备的纳米银颗粒的表面，使用980nm激光器激发，由