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有机分子在金属及多孔铝膜表面的荧光增强效应

作　者: 蔡晓燕
导　师: 郑海荣
学　校: 陕西师范大学
专　业: 光学
关键词: 表面增强荧光 银、铜、铝纳米结构表面 多孔氧化铝膜(AAO) Rh6G AO 局域场增强 表面等离子体
分类号: O482.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


表面增强荧光是近年来迅速发展的一个新的研究领域。研究者们无论在理论还是实验方面,都做了大量工作,并取得了很多成果。现在,表面增强荧光由于灵敏度高等优点,在生物医学、生物传感和化学检测及材料科学等领域具有广泛的应用前景。对金属表面增强荧光现象的深入研究具有十分重要的意义,随着探究的深入,表面增强荧光技术可望成为表面科学研究、超灵敏生物检测研究的有力工具。在表面增强荧光的研究中,衬底的选择至关重要。与体材料相比,近年来迅速发展的纳米材料表现出了独特的物理、化学性质(如量子尺寸效应,表面效应等),引起了研究者的高度关注。本论文的研究中,我们用金属纳米材料作为衬底,研究了它们对有机分子光谱的影响,并进行了理论分析。主要研究了吸附在机械抛光金属衬底和多孔铝膜表面的有机分子罗丹明6G(Rh6G)和吖啶橙(AO)在激光激发下所表现出的荧光增强效应。论文主要分为两个部分:第一部分研究了机械抛光金属衬底表面对Rh6G的荧光增强效应:第二部分研究了多孔铝膜(AA0)表面对Rh6G和AO的荧光增强效应。第一部分机械抛光金属衬底表面对Rh6G的荧光增强效应利用激光光谱法对吸附在机械抛光金属表面的Rh6G分子的荧光增强和淬灭现象进行了研究探讨。发现金属银、铜和铝表面均对Rh6G的荧光辐射具有增强作用,而且银和铝表面的增强效果优于铜表面。当Rh6G荧光分子与金属衬底表面的距离增大到一定程度时,银表面仍会增强Rh6G的荧光辐射,而铜表面则表现出荧光淬灭效应。根据表面等离子体振荡导致局域电磁场增强和等离子体耦合辐射、表面形貌、消光性质、荧光分子与衬底表面之间的间距等因素,分析了纳米金属性质和构型对荧光增强效应的影响。第二部分多孔铝膜(AA0)对Rh6G和AO的荧光增强效应。对吸附在多孔铝膜表面的Rh6G和A0有机荧光分子的荧光增强现象进行了分析研究。结果表明多孔铝膜表面对Rh6G和A0的荧光辐射具有增强作用;并且增强效果与孔径大小有关,孔深为7μm,孔径40-50 nm的全透多孔铝膜增强效果最好。与同浓度的Rh6G和A0分子水溶液荧光谱相比,多孔铝膜上的有机分子的光致发光谱发生了蓝移,且表现出了更好的对称性。分析了多孔铝膜表面特殊的微孔结构所表现出的强的吸附能力。发现有机分子的荧光光谱线型的改变与有机染料分子周围环境的改变有关。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章 绪论  8-18
  1.1 引言  8-9
  1.2 荧光光谱法的特点  9-10
  1.3 表面增强荧光(SEF)的研究进展  10-18
    1.3.1 SEF的理论模型  10-15
    1.3.2 SEF的应用  15-18
第2章 荧光分子和衬底制备方法的研究进展  18-24
  2.1 荧光分子  18-19
    2.1.1 有机荧光分子  18-19
    2.1.2 无机荧光分子  19
  2.2 衬底制备方法的研究发展  19-21
  2.3 本论文研究的主要内容和意义  21-24
    2.3.1 本论文研究的主要内容  21-22
    2.3.2 本论文的创新之处  22-24
第3章 光谱实验  24-26
  3.1 光谱测量基本知识  24-25
  3.2 实验设计与注意事项  25-26
第4章 机械抛光金属衬底表面对Rh6G的荧光增强效应  26-36
  4.1 引言  26-27
  4.2 实验  27-29
  4.3 结果及讨论  29-34
    4.3.1 金属银、铜和铝表面对Rh6G荧光的增强  29-31
    4.3.2 金属衬底表面形貌对荧光增强效应的影响  31-32
    4.3.3 金属性质对荧光增强的影响  32
    4.3.4 荧光分子与衬底表面的间距对荧光增强效应的影响  32-34
  4.4 结论  34-36
第5章 多孔铝膜对有机分子的荧光增强效应  36-46
  5.1 引言  36-37
  5.2 实验部分  37-38
  5.3 结果与讨论  38-44
    5.3.1 有机分子的荧光光谱性质  38-39
    5.3.2 多孔氧化铝膜表面形貌对荧光分子发光的影响  39-41
    5.3.3 多孔氧化铝膜表面有机分子荧光光谱变化分析  41-44
  5.4 结论  44-46
第6章 结论  46-48
参考文献  48-56
致谢  56-58
攻读学位期间的研究成果  58

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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 固体物理学 > 固体性质 > 光学性质 > 发光学
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