毕业设计：金纳米薄膜的荧光光谱特性（定稿）

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1、金纳米薄膜的荧光光谱特性扌商要：采用电化学方法制备了胶体金纳米球状颗粒，并利用口组装方法在石英玻璃衬底上镀制了金纳米薄膜。在室温下测得其紫外一可见吸收光谱和荧光发射光谱。在吸收光谱屮观察到两个吸收峰，其屮610nm处的吸收峰来源丁•凝聚金纳米颗粒纵向的表而等离子体共振。在荧光发射光谱屮也观察到与纵向表而等离子体共振有关的长波段的发射峰。增加激励光强度或增加薄膜屮金粒子数密度都将导致新荧光发射峰的产生，这表明金纳米薄膜中存在循环多重散射，并由此引发了荧光发射峰数H和强度的变化。关键词：金纳米薄膜、荧光光谱目录摘要2关键词2第•章绪论4第二章实验部分

2、52.1仪器与试剂52.2金胶体的制备52.3金纳米薄膜的制备5第三章结果与讨论7第四章结论10参考文献11第一章绪论经过一个学期对纳米材料的学习，不仅让我对这一学科有了深入的了解，更让我明白了它的重要性。现在我就依据自己的所学对这门学科做一些简单的阐述和探讨。将贵金属纳米颗粒镶嵌在不同的基底中得到的纳米薄膜具有与体相材料不同的光电特性，从而在微光电器件的研发领域表现出了诱人的应用前景。例如研究镶嵌有Ag微粒BaTiO?薄膜的光学特性，并发现基底结构对Ag粒子的吸收光谱特性影响很人。将Cu,Ag等贵金属纳米颗粒沉积在多孔铝基底上得到纳米结构薄膜，

3、并在其吸收光谱中观察到表面等离子体共振峰随颗粒尺寸的增大而红移。利用磁控管溅射法制备了Ag纳米薄膜，并研究了溅射压力等实验凶素对薄膜光学特性的影响。在Si基底上制备Cu,Ag纳米薄膜，并研究了其二阶非线性光学效应。利用溅射法将Ag微粒沉积在Si。？基底屮得到复合纳米薄膜，发现其等离了体共振吸收峰随着Ag颗粒直径的减小而减弱并蓝移，并利用Mie氏理论进行了数值模拟。利用自组装方法将直径为6nm的Au颗粒沉积在玻璃基底上，并发现该薄膜的光学、电学响应具有非金属特性。前人的工作中大多研究了贵金属纳米薄膜的吸收光谱特性，而木文则测得了金纳米薄膜的荧光发射

4、光谱，观察到与表面等离了休共振对应的荧光发射峰。发现在金纳米薄膜中存在循环多重散射，并出此引发了荧光峰数目和强度的变化。第二章实验部分2.1仪器与试剂(1)LS-55型荧光分光光度计(2)UV-250IPC型紫外■可见分光光度计(3)JEM-200CX透射电子显微镜(4)DH1716-60直流稳压电源(5)KQ-2500B型数控超声波清洗器2.2金胶体的制备利用类似Yu等所报道的电化学方法制备胶体金纳米颗粒。用10ml超纯水作溶剂，加入四辛基澳化鞍、十六烷基三甲基澳化鞍、丙酮配置成电解液。用纯金片和釦片分别作为阳极和阴极。将电解完成后的溶液滴在铜

5、网上晾干后，通过透射电镜可观察到平均直径为20nm的球状金纳米颗粒，见图2・1。图2・12.3金纳米薄膜的制备利用石英玻璃片作为组装金纳米粒子薄膜的衬底。将清洗好的石英玻璃片浸入静置在室温中的金胶体溶液中24h,取出涂膜后的玻璃平放在室温环境中的干燥皿里自然凉干，重复以上浸镀过程，可以在衬底上组装成不同层数的金纳米粒子薄膜。30・O用紫匕其中535ni薄膜的吸］源于金纳;性，而产占共振吸收"33・1。7纳米它来•向异I•应的fl发射竝子体扌375™fio2o8()4()ot>—goldcolloidI—goldsinglelilin—double

6、films匚二〉寸光•荧光If等离蓝移至600700800WaveleiigtliZnin500图3-2我们认为，荧光峰的出现与电子的能级跃迁、局域场增强这两个因素都有关。荧光发射峰产生的直接原因是电子从高能态到低能态的跃迁。纳米尺度的贵金属颗粒由于量子效应和小尺寸效应，能级发牛分裂，使得金纳米颗粒具有了较为丰富的能级结构。于是300nm的激发光可能使处于低能态的电子跃迁到不同的高能态，由于高能态不稳定，电子将再次落冋到不同的低能态或基态。于是产生了频率不同的荧光发射。然而这些不同波氏的荧光发射能否被放人还与表面等离子体共振有关。由于表面等离子体

7、共振产生的局域场效应可以同时使入射场和发射场得到增强，所以当电子跃迁频率与表面等离子体共振耦合时，特定频率的荧光发射将增强。图3・2还表明，增加金薄膜的层数（即金纳米颗粒的粒子数密度）使得荧光发射严图3・35nmo光光/r—Ik-J44*^—AJ4J计短。足而组强谐度和感射点自光于・n・EM4aug£、•“XZ-.I/、・】•r*H-Tr-t'.I.'.I.rrrt»V.TE■?»•严XZ-.八、.I.I.Q240w::7波段为敏当散J散射在了激励（有利4005006607（K）800Wavelongth/nrri图3・3第四章结论采用电化学方法

8、和口组装方法制备出金纳米薄般。在吸收光谱中观察到由于金纳米颗粒线性凝聚而产生的表而等离子体共振吸收峰。在荧光发射光谱屮，发射峰的数冃和强