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吖啶橙分子在银纳米体系中的表面增强荧光效应

作　者: 刘美岑
导　师: 郑海荣
学　校: 陕西师范大学
专　业: 光学工程
关键词: 表面增强荧光 表面等离子体 纳米银颗粒 隔离层
分类号: O433.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


表面增强荧光作为表面增强光谱学领域中很重要的一个新分支是一个迅速发展的新研究领域。越来越多的研究者在近年来开始关注表面增强荧光效应的研究,并从理论和实践两方面做了大量的工作,取得了很多成果。通过对表面增强荧光光谱的观测和研究,可以让人们对金属纳米结构的光学性质有一个更加全面和深入的了解。并且,随着荧光技术在生物诊断检测中的重要性与日俱增,表面增强荧光技术已经逐步成为当前生物技术中的一个强有力的手段和工具,同时还能够为新的检测技术和医学光谱研究方法的发展奠定基础。增强衬底的制备和选择在表面增强荧光的研究中起着十分重要的作用。近年来,随着纳米材料技术的迅速发展,表面增强荧光效应研究时的所需的增强衬底和制备检测技术更加丰富和全面。在本论文的研究中,我们用银纳米颗粒作为衬底,研究其对吖啶橙分子(AO)光谱的影响,主要是通过实验探究了影响荧光增强效应的相关因素(如增强衬底的分布情况和尺寸等),并对其进行了理论分析。本论文主要分为两个部分：第一部分研究了纳米银胶颗粒对AO水溶液的荧光增强效应；第二部分研究了纳米银颗粒与AO分子之间的距离变化对AO溶液的荧光增强效应的影响。第一部分纳米银胶颗粒对AO水溶液的荧光增强效应利用化学还原法制备不同尺寸大小且分布均匀的纳米银颗粒,通过激光光谱法研究探讨了吸附在银纳米颗粒表面的AO分子的荧光增强现象。实验上得到了银纳米颗粒的分布状态以及银纳米颗粒直径的大小对表面增强荧光效应的影响。结果表明,将银纳米颗粒之间的距离控制在合适的范围会使得处于其附近的AO分子的达到最佳荧光增强效果。此外,根据Mie理论分析,当银纳米颗粒尺寸与发射波长可比拟时,荧光增强效应随着颗粒尺寸的变大而更加显著。这与实验观测到的现象一致。第二部分纳米银胶颗粒与AO分子之间的距离变化对AO溶液的荧光增强效应的影响实验上通过改变荧光分子的浓度和引入对巯基苯胺(PATP)充当隔离层来调节AO分子与银纳米颗粒之间的间距,并研究在这两种情况下银纳米颗粒对AO分子的荧光增强效应。实验结果表明,荧光分子浓度的变化或者所引入的隔离层厚度的变化都会改变AO分子的荧光增强效应,使其呈现出先增加后减小的趋势。我们根据局域场增强理论分析了AO分子的荧光增强因子对分子与表面间距变化的依赖关系。理论分析表明：通过改变荧光分子浓度和隔离层厚度来调节荧光分子与纳米银颗粒之间的间距,可以得到最佳的荧光增强效果。实验上也验证了这一理论分析结论。

全文目录


摘要  3-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-25
  1.1 引言  9-10
  1.2 荧光光谱法简介及特点  10-13
    1.2.1 荧光光谱法简介  10-12
    1.2.2 荧光光谱法特点  12-13
  1.3 表面增强荧光效应简介  13-22
    1.3.1 表面增强荧光现象  13
    1.3.2 表面增强荧光效应的理论模型  13-17
    1.3.3 金属银的表面增强荧光效应的研究现状  17-18
    1.3.4 表面增强荧光的应用  18-22
  1.4 本论文的研究计划、目标、创新点、以及主要研究成果  22-25
    1.4.1 本论文的研究计划和目标  22-23
    1.4.2 本论文的创新点和主要研究成果  23-25
第二章 实验  25-33
  2.1 样品制备  25-27
    2.1.1 荧光分子分类和选择  25-26
    2.1.2 金属衬底的制作及选择  26-27
  2.2 光谱学测量  27-29
  2.3 实验设计及注意事项  29-33
第三章 纳米银胶体表面的荧光增强效应研究  33-43
  3.1 引言  33
  3.2 实验  33-35
  3.3 结果与讨论  35-41
    3.3.1 金属颗粒分布对荧光增强的影响  35-39
    3.3.2 金属颗粒大小对荧光增强的影响  39-41
  3.4 小结  41-43
第四章 荧光分子与金属颗粒表面间距变化对荧光增强的影响  43-49
  4.1 引言  43
  4.2 实验  43-44
  4.3 结果与讨论  44-48
    4.3.1 分子浓度变化对荧光增强的影响  44-46
    4.3.2 隔离层的引入对荧光增强的影响  46-47
    4.3.3 隔离层厚度变化对荧光增强的影响  47-48
  4.4 小结  48-49
第五章 结论  49-51
参考文献  51-61
致谢  61-63
攻读学位期间的研究成果  63

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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 光学 > 光谱学 > 各类光谱
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