金屬納米材料表面等離子共振吸收的表征及其應(yīng)用課件

金屬納米材料表面等離子共振吸收的表征及其應(yīng)用納米材料的特異性能★

表面效應(yīng)★量子尺寸效應(yīng)★

小尺寸效應(yīng)★宏觀量子隧道效應(yīng)

……

使處于表面態(tài)的原子、電子與處于內(nèi)部的原子、電子行為相比有很大差別，從而導(dǎo)致納米微粒具有同種宏觀體材料所不具備的新的光學(xué)特性。F.E.Wagneretal.,Nature,2000,407,691古羅馬的萊克格斯杯

納米尺寸的金屬粒子內(nèi)部自由電子按其固有頻率作協(xié)同振蕩，電子的運動可與一定波長的光作用發(fā)生共振，從而產(chǎn)生金屬粒子的表面等離子體共振(surfaceplasmonresonance,SPR)，其共振頻率與電子密度、粒子大小和形狀等密切相關(guān)。UV-Vis

吸收光譜是表征等離子體共振的有效工具之一。電磁波輻射與金屬納米材料作用的示意圖球型粒子納米棒LuisM.,Langmuir,2006,22,32頂部:計算的紫外可見吸收光譜底部:實驗的光譜LuisM.,Langmuir,2006,22,32diameter/nm102050100aspectratio2.02.22.42.62.83.0Auvol%1030506070diameter/nm99922481.942.352.483.08aspectratioseparation/nm157.51.510∞金球金橢圓體金薄膜金球金納米棒多層金薄膜(a)

Au納米棒在PVA膜上不同排列方向的照片(b)

拉伸的PVA膜上Au納米棒優(yōu)先排列的TEM圖(c)

計算(d)

實驗的UV-vis-NIR光譜與偏振角的關(guān)系Pérez-Juste,J.,Adv.Funct.Mater.,2005,15,1065Cext=

kIm{αT(1-cos2(θ))+αL(cos2(θ))}H2O,n=1.333EtOH,n=1.361DMF,n=1.42653954162761841040740555765780(藍色)和60nm(紅色)的Ag納米棱柱在不同介質(zhì)中的UV-vis光譜插圖是Ag納米球相應(yīng)的光譜Pastoriza-Santos,I.,NanoLett.,2002,2,903Pastoriza-Santos,I.,Langmuir,2002,18,2888J.J.Mock,J.Chem.Phys.,2002,116,6755納米粒子的形狀對共振吸收的影響不同直徑的Pt圓盤的吸收光譜C.Langhammer,NanoLett.,2006不同直徑的Pd圓盤的吸收光譜

表面等離子體共振可導(dǎo)致粒子表面附近電磁場的極大增強，這種電磁場的表面增強效應(yīng)是許多表面增強光譜的基礎(chǔ)，它的一個最典型的應(yīng)用就是表面增強拉曼光譜(SERS)。21903174696530JiataoZhang,

J.Phys.Chem.B2005,109,12544(a,bandc)10-8M的羅丹明B在不同形狀的Ag納米材料上的SERS譜圖(d)10-8M的羅丹明B水溶液的拉曼光譜6nm14nm23nm40nm57nm97nm6nm97nm57nm40nm23nm14nm1167120821801596212921802129Chung-roLee,J.ColloidInterfaceSci.,2004,271,4110-4M的PDI在不同直徑的Au納米粒子上的SERS譜圖SPR檢測原理SPR對附著在金屬薄膜表面的介質(zhì)折射率非常敏感,當表面介質(zhì)的屬性改變或者附著量改變時，共振角將不同。因此，SPR譜（共振角的變化vs時間）能夠反映與金屬膜表面接觸的體系的變化。SPR在生命科學(xué)中的應(yīng)用

對生物分子進行識別及定量檢測 研究生物分子間的相互作用 用SPR可獲得的信息：兩個分子之間結(jié)合的特異性目標分子的濃度結(jié)合以及解離過程的動力學(xué)參數(shù)結(jié)合的強度Au@SiO2CNT/Au@SiO2-1MLCNT/Au@SiO2-2MLAu@SiO2PDDAPSS554nm600nm526nm納米粒子表面原子與粒徑的關(guān)系現(xiàn)代化學(xué)的研究進展－納米化學(xué),

300a.r.:2.61a.r.:2.94a.r.:3.31(aandb)

Au納米棒-MWNT復(fù)合物的示意圖和TEM照片(c)Au納米