曹立[1]2002年在《近场扫描光学显微镜对纳米结构材料的表征》文中认为现阶段，对纳米结构材料的研究得到了迅猛的发展。在这个领域当中，由于纳米材料特别是半导体纳米晶具有新奇的光学和电学性质，在很多的领域如太阳能电池、光发身二极管、光子晶体等得到了应用，引起了人们广泛的注意。 本论文通过利用紫外可见光分光光度计(UV-Vsible Spectrometer)、时间分辨荧光光谱仪(Time-resolved spectrometer)、近场扫描光学隧道显微镜(Near Field Scanning Optic Microscope,NSOM)对纳米结构的材料进行光学性质的表征与结构研究。在对纳米材料的过去、现在和未来的发展进行评述的同时，对一些在光电领域具有潜在应用的纳米材料进行了化学和物理方法的制备。利用其它的研究手段来对纳米材料进行了分析和测量，通过用透射电镜(Transmission ElectronMicroscope,TEM)、以及X射线衍射仪(X-ray diffraction instrument)等仪器来进行研究它们的性质，从而从多角度、多方面来对纳米材料的性质进行研究。 在对一些纳米材料的制备过程中，对纳米材料的表面进行了化学修饰，改变了材料的表面态并使材料的光学性质与体相材料有了很大的不同。使用微乳液法所制备的不同粒径的、表面活性剂DBS(DodecylBenzene Sulfonate)包覆的ZnO纳米溶胶在溶剂中分散良好，通过用隧道显微镜TEM进行的形态研究发现所制备的ZnO颗粒具有不同的形状。在时间分辨荧光光谱里具有明显的量子限域效应。发射谱中呈现带边发光，峰值有明显的蓝移现象，说明了在辐射跃迁过程中本征态所起的重要作用。在我们所制备的体系里，由于有机包覆占据了表面态，形成了表面势垒，阻止了表面态的生成，使激子的共振辐射跃迁成为主要过程。 ZnO是一种非常重要的有着很好光学性质的Ⅱ—Ⅵ族半导体，由于其在生活中有着很多的应用，因此它无论在基础研究上还是在科技 灿 阜 帅 他 人 学 倾 士学 位 论 文 ”应用上，已经吸引了众多研究者的注意。本文研究了在不同尺寸下的 纳米ZnO半导体材料的的性质，同时在对用共沉淀法得到的纤锌矿型 ZnO纳米晶的压力下的性质研究还发现，稍大尺寸的纳米晶也存在着 类似于体相材料的畴破裂。这种畴破裂在施加不同的压力下而逐渐变 小到一定尺寸后，有减慢并停止的趋势，这可能是纳米材料在相转变 前的普遍现象。同时此方法也提供了制备指定尺寸纳米晶的一种可能 的方法。给出了在不同的压强下，两种不同粒径的纳米 ZnO半导体材 料随着压强变化的X射线衍射图，从而验证了随着压强增大颗粒度减 小。甘质。 用凝胶溶胶法制备了长余辉发光材料，通过对叩值的控制得到了 不同粒径的Sic：AZO3：E3稀土发光材料，它在光学薄膜中有着广泛 的应用。这种铝酸盐和稀土共存的长余辉发光的纳米材料，用一定的 光源照射一次，可以保持十几个小时的磷光辐射。在工程塑料中除了 使工程材料的紫外吸收大大减少、延长材料的耐老化寿命外，在夜晚 的发光使得农作物生长期可以大为缩短，从而达到提高效率、降低成 。本的功效。含有稀上金属EU离子的发光材料，其荧光峰应当是非常窄 的，但是在实验中所测的SrO：A。O／Eu稀土发光材料的荧光峰却很 宽，而且随着不同的pH值，不但峰宽有变化而且荧光峰位有移动，这 主要是困为不同的pH值的样品，其晶化程度不同所造成的。长余辉发。光材料的的这种荧光变化与常识不同，说明还有很多的机理有待于研1究。”近场光学显微镜的产生和发展是当今科学技术的必然要求，它主 要是利用近场光学的原理，探测在离样品表面几个波长的近场信息，－突破分辨极限，并通过探测光子来研究样品的微观结构信息。由于用 光束（光子）成像，与 电子束（电子）进行咸像的的扫描电子显微镜 和扫描隧道显微镜有很大不同，它容易聚焦和改变偏振，可以在很多 的介质中传播，在探测样品上损伤很少。在图像的分辨方面，主要对 所探测材料进行了发光机理和材料发光部位的微观机制的研究，同时 也详细的介绍了近场扫描光学显微镜的原理、结构、优点以及应用。 口 ｝ 帅 亭 帅 他 大学顾 十学 儿 论义 聚合物光纤有看重要的应用前?
徐庆阳[2]2016年在《利用近场光学显微镜研究二维材料的光学特性》文中认为石墨烯等离子体因其相当低的损耗、极高的空间局域性、非凡的可调性以及宽波段激发等特点受到了广泛的关注,在诸多领域显示出巨大的应用潜力。继石墨烯之后,二硫化钼(MoS_2)是研究最多的二维层状材料,其光学性质与层数密切相关,对于光伏,光电探测器和光发射器等器件的搭建极具意义。本文采用散射式近场光学显微镜(Scattering-Type Scanning Near-Field Optical Microscope,s-SNOM)研究具有不同纳米结构的石墨烯和MoS_2晶体在中红外光的激发下所具有的光学特性。研究内容如下:1.利用s-SNOM研究化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)法制备的石墨烯纳米结构的表面等离子体特性,发现纳米图案上的等离子体局域模式与激发波长和结构的尺寸密切相关,且能够在宽为25 nm的间隙中发生共振增强。此外,不同手性石墨烯边缘的测试结果表明,之字边处的等离子体会出现额外的展宽。并且,在近场光学图像中,多晶石墨烯薄膜上的晶界清晰可见,该光学表征结果是定性分析局部电荷浓度和化学成分的重要依据。2.利用s-SNOM对其他方法制备的石墨烯纳米结构的表面等离子体特性进行研究,发现金属纳米粒子裁剪的沟道越浅,宽度越小,产生的近场振幅强度就越强。此外,纳米石墨烯的等离子体特性与其尺寸和激发波长密切相关,随着尺寸的增大,等离子体共振增强由样品边缘向中心位置移动。一定尺寸的纳米石墨烯的近场振幅强度随激发光波长的增大而增大。3.利用s-SNOM对MoS_2晶体进行近场光学表征,发现单层MoS_2晶体的晶界在原子力显微镜的相貌图中可分辨,而在光学振幅图图中不可见。而且,相较于单层MoS_2,多层MoS_2的近场信号出现明显增强,意味着对光的散射性显着增强。
马哲[3]2010年在《一维微纳结构的近场光学表征及应用》文中研究表明一维微纳米材料由于其新颖的物理、化学和生物学特性以及在微纳米器件中的潜在应用,成为当今微纳米技术的研究热点。目前,直径均匀,表面质量高,机械性能好的微纳光纤、半导体纳米线、金属纳米线已经能够通过相对简便的方法制备出来。上述一维微纳材料能够将光约束在亚波长尺度传输,并且在光传输过程中,表面存在较强的倏逝波。这些性质使它们有利于作为亚波长尺度光波导而应用于微纳光子学领域。而在微纳光子学器件中,微纳结构间的光相互作用一般发生在光波长范围内,即光学近场区。因此,近场光学成为微纳结构光学性质研究的一个重要内容。本论文即针对一维微纳结构的近场光学特性进行实验研究。一般情况下,一维微纳材料难以通过直接生长方法制备成器件所需的结构。因此,如何对生长出的微纳光纤/纳米线进行微纳操纵,就成为微纳光子学器件制备过程中的关键技术之一。本文介绍了一种使用叁维微纳调节架控制探针操纵微纳光纤/纳米线的方法。该方法具有装置简单,控制精确,功能性强等特点,是一维微纳材料操纵的一种简便而有效的方法。由于微纳结构表面存在较强的倏逝波,倏逝波的分布与微纳结构的导波特性和光相互作用直接相关,因此,对倏逝波的探测就成为微纳结构光学性质研究的途径之一。然而,普通光学显微镜只能收集到远场光,无法直接探测倏逝波。在这种情况下,近场扫描光学显微镜,通过放置于样品表面的近场探针直接探测倏逝波,成为对微纳结构光学性质研究的一种重要工具。本文第叁章通过使用近场扫描光学显微镜,在实验上研究了放置于氟化镁低折射率衬底上的氧化硅微纳光纤表面的近场光学特性。结果表明,其单模、多模模场输出可由近场扫描光学显微镜直接测出;光纤端面的反射光与光纤入射光干涉引起光纤表面倏逝波呈驻波分布;两根紧贴的微纳光纤通过倏逝波进行光耦合,耦合长度在微米量级。为提高近场信号的信噪比,本文第叁章还介绍了通过腐蚀近场探针的镀铝层,得到未镀铝的近场探针针尖,然后使用腐蚀过的近场探针测量微纳光纤表面的倏逝波分布,并与镀铝的近场探针测得的结果进行了对比。得出,腐蚀过的近场探针在结构表面起伏较大时,虽然有“边缘效应”的存在,然而主要实验数据,如耦合长度等仍然与镀铝探针相等,因此使用未镀铝层的近场探针是提高信噪比的一种有效方法。传统的表面等离子体波导的激发方式,主要采用棱镜耦合或物镜聚焦的方式激发。这些方法都需要棱镜或物镜等宏观光学元件,从而限制了器件的整体尺寸和集成度。针对上述问题,本文第四章提出了一种将银纳米线放置于激光二极管出光面,在激光二极管表面近场区直接对银纳米线进行表面等离子体激发的方法。该方法的主要优势在于,实现了光源(激光二极管)与表面等离子体波导(银纳米线)的直接芯片式集成,从而有望减小器件尺寸、提高整体集成度。同时,还测量了这种激发方式下,银纳米线输出光随偏振态、银线放置角度的变化关系,研究了银纳米线输出的增强方式,中部激发,多根同时激发,其它波长激发等现象,获得了良好的结果。这种芯片式激发方式为表面等离子体波导与光源的高度集成以及光子学器件的微型化提供了新的契机。
侯岩雪[4]2012年在《低维银纳米结构的合成和表面等离激元性质的研究》文中认为基于金属纳米结构的表面等离激元光子学的研究是目前很活跃的一个研究领域，在此基础上发展起来的表面增强光谱技术和表面等离激元共振传感技术已经在众多领域得到了深入的研究和广泛的应用，表面等离激元波导在光电子集成器件方面也存在巨大的应用潜力。本论文的研究工作主要是在合成银纳米结构的基础上展开的，对纳米结构的表面拉曼散射光谱、银纳米线波导及其核壳结构的表面等离激元传播性质和远程激发表面光化学反应进行了研究。首先，本文利用化学上多元醇还原硝酸银的方法来合成银纳米颗粒。通过优化实验条件，控制反应物的浓度、反应速度和反应时间，合成了形状均匀的银纳米球、银纳米米和银纳米线等低维银纳米结构。并利用溶胶-凝胶法制备了厚度均匀的银纳米球和银纳米线的二氧化硅核壳结构。其次，本文研究了二氧化硅壳层对银纳米线波导传播性质的影响。通过在银纳米线及其核壳结构上铺上均匀的荧光分子，并测量纳米线上不同位置的荧光分子被激发后在出射端的发射光强的方法，给出光强相对激发位置的函数关系，再通过数据拟合得到不同壳层厚度的银纳米线上表面等离激元的传播长度。结果表明二氧化硅壳层提高了银纳米线对电磁场的空间限制作用。同时，对于介质折射率较小的玻璃基底，二氧化硅壳层的存在使银纳米线上表面等离激元的传播距离有所减小，而对于介质折射率较大的硅基底，二氧化硅壳层则增加了银纳米线上表面等离激元的传播距离。然后，本文提出并研究了利用银纳米线波导来研究远程激发偏振依赖的表面光化学反应。通过照射银纳米线的一端来激发传播的表面等离激元，表面等离激元能够沿着银纳米线进行有效传播。传播过程中会在不连续点被以光子的形式耦合出来，如，银纳米线的末端、存在银纳米颗粒或其他银纳米线的位置。本文通过原位测量银纳米颗粒-银纳米线体系和银纳米线交叉体系的间隙内分子的表面增强拉曼散射光谱，证明局域电场增强效应引发了分子的表面光化学反应。最后，本文利用铝材料在紫外区域的表面等离激元共振性质，采用含时密度泛函理论研究了蒽醌分子的铝3-蒽醌-铝3结模型的深紫外针尖共振增强拉曼散射的化学增强机制，计算结果显示在铝的表面等离激元作用下共振增强拉曼散射信号强度与正常拉曼散射信号强度相比有七个数量级的提高。
游依莎[5]2018年在《基于表面等离激元超分辨聚焦研究》文中进行了进一步梳理近年来,基于表面等离激元(surface plasmon poloritons,简称SPP)的纳米结构研究受到很多研究者们的关注。作为新兴的纳米功能结构,这种结构拥有很多特异光学特性,已经在很多领域得到了广泛应用。表面等离激元的产生主要是基于金属界面或者小的金属结构中电磁辐射和传导电子的相互作用过程,这种相互作用将导致亚波长尺寸区域内的光学近场增强。能否有效利用这一特性引起了很多学者的关注。普通光学显微镜的分辨率由于受到衍射极限的限制,所能达到的极限分辨率λ_0/2早已不能满足现代科学研究的需求。尽管后来金斯莱克在1983发明了浸没显微镜,并将分辨率进一步下降到了λ_0/2n。但是,由于受到介质折射率n的范围限制,分辨率仍然受到一定限制。如果能将纳米结构中引起的高空间频率的区域场增强效应合理应用到光学显微镜中,很有希望进一步提高光学显微镜的成像分辨率至纳米量级。本文首先对传统显微镜作了概述,说明限制其分辨率的关键。然后和高分辨率的近场显微镜作对比,比较它们之间的不同之处,找出可以通过将SPP结合到显微镜上来提高分辨率。然后对有关SPP的理论作了简要论述。并根据数值计算方法从理论上设计出了新的能够激发SPP波的金属纳米锥形阵列结构。然后利用近场扫描光学显微镜对设计的结构作了近场光学表征,表征结果与理论分析结果一致。最后,作为该结构的应用实例之一,完成了生化传感实验。本文由两个重要部分组成:一是对设计的能够激发并汇聚SPP波的结构作了仿真分析,给出了各种条件参数下的仿真结果和利用仿真数据处理得到的图表结果,通过对比得到最优的参数。仿真的结果表明利用微纳结构尖端由SPP汇聚而产生的局部增强场的热点效应(hot-spots),空间尺寸达到纳米量级,与理论推测的相符。二是通过近场测量实验结果进一步证实了在金属阵列结构的尖端确实会产生无数的小亮点即理论上提出的“热点效应”,和仿真得到的结果一致。所以,应用结构上产生的小亮点作为二次光源(即纳米光源)来进一步提升显微镜的分辨率理论上是可行的。该结构不仅表现出光学性质上的特异性,还能在生物试剂检测上发挥传感器的作用。鉴于当前实验条件的限制,我们简要地通过光谱仪测量的吸收谱验证了该结构的生物传感功能。应用研究结果表明,本结构确实能够在生物传感方面发挥其独特的作用。
鲁耀[6]2016年在《基于近场光学显微镜研究拓扑绝缘体Bi_2Te_3等离激元和钙钛矿薄膜的载流子分布》文中研究指明近年来,基于石墨烯,拓扑绝缘体(Topological Insulator)等二维层状材料的等离激元在光电子领域的研究中广受关注。新型二维材料等离激元拥有诸多超越传统贵金属等离激元的优势,例如更长的寿命与传播长度,这使得他们极具研究价值。近场光学显微镜(scattering-type Scanning Near-field Optical Microscopy,s-SNOM)是扫描探针显微镜(Scanning Probe Microscopy)家族中的重要一员,其应用非常广泛。在中红外波段扫描得到的近场光学图像能够展现材料一些特殊的性质,这使得S-SNOM成为微纳尺度对材料的化学成分、结构与光电性质进行无损测试分析的一种重要研究手段。本文主要研究使用近场光学显微镜对拓扑绝缘体碲化铋(Bi_2Te_3)单晶的等离激元进行激发与探测,并尝试对二维材料的等离激元进行调控,除此之外我们还对新型钙钛矿薄膜材料的载流子分布情况进行了观察与分析。主要研究内容如下:1、使用s-SNOM对拓扑结缘体Bi_2Te_3单晶等离激元的观测结果与分析。我们成功地在实空间观测到了Bi_2Te_3在中红外波段激发的等离激元,而且观测到了独特的边缘模式条纹。研究发现,超薄的Bi_2Te_3单晶在中红外波段激发的等离激元主要与其表面态电子有关。2、通过施加栅压的方式成功地对石墨烯与Bi_2Te_3单晶的等离激元进行了调控。石墨烯的等离激元波长能够从140 nm调控到280 nm,此外石墨烯表面的特殊结构对等离激元的传播有重要影响。Bi_2Te_3单晶的等离激元调控结果与石墨烯相似,并且受调控的等离激元依然主要与表面态电子有关。3、采用近场光学显微镜对不同方法制备的钙钛矿薄膜的载流子浓度分布进行了系统研究。研究发现,不同的合成方式、处理方法对钙钛矿晶粒的大小、载流子浓度以及材料的稳定性具有重要影响。
胡睿璇[7]2018年在《扫描近场光学显微镜的搭建与应用》文中认为扫描近场光学显微技术(Scanning Near-field Optical Microscopy,SNOM)是上个世纪80年代发展出的一种新的基于扫描探针的光学显微技术,与传统的光学显微技术相比,SNOM能够突破光学衍射极限,此外基于与光谱、时间分辨等技术相结合,实现多种物理机制的纳米成像,今天SNOM已经成为对生命科学、化学、物理等领域的纳米尺度探测的重要方式。本文围绕SNOM技术的系统搭建进行了研究,包括反馈系统、多数据通道的同步和软件设计,以及该系统在量子点样品上的应用。本文首先在绪论部分回顾了扫描近场光学显微术的原理和发展历程,并对其研究现状进行了分类探讨,并介绍了近场光学的基础内容。第二章讨论了激光共聚焦扫描光学显微技术的基本原理,及其作为近场光学显微系统的重要部分的优势,研究并开发了共聚焦显微系统的基本功能和模块,包括:扫描、信号探测、对硬件的控制和同步的软件设计。第叁章中讨论了 SNOM系统搭建的细节,为了实现最终的多物理场近场光学显微系统,研究了带有反馈控制的扫描近场光学显微技术。首先利用石英光纤作为探针,并将高品质因数的石英晶振作为灵敏力学传感器,测量探针与样品的相互作用,以提取样品的细节信息。石英晶振经过激励产生振荡的电流信号,并通过前置放大器和锁相放大器进行放大,前置放大器将晶振输出的10-10-10-9A的电流信号跨阻放大约几百万倍,达到毫伏的量级,锁相放大器能够提取石英晶振传感器的振幅与相位信息。然后运用比例-积分-微分(PID)反馈技术与纳米位移台实现纳米尺度内石英光纤探针与样品间作用力与距离的稳定控制,从而配合扫描系统实现纳米结构样品的形貌扫描测量。在软件控制方面,我们设计并编写了完整的基于LabVIEW的控制程序,采用“生产者-消费者”结构模型完成对石英晶振的激励、扫频与寻峰,获取石英晶振共振信号,并配合PID反馈控制完成自动地进针、扫描、采集数据的功能,通过软件编程将这些功能集成化,实现对整个设备的控制。最后利用该自搭建的软硬件集成系统对1 μm的光栅样品进行了扫描测试,完成了光栅的形貌成像,通过软件实现了对系统的稳定控制。在此基础上,第四章在扫描近场光学系统中加入了光谱与荧光寿命的探测。为了探测荧光时间寿命和光谱信息,研究了时间标识时间分辨(TTTR)模式数据采集的方式,以及光谱仪和电荷耦合器件(Charged Coupled Device,CCD)相机的探测与控制。一方面将CCD相机作为探测器,将其与光谱仪连接,在AFM扫描的同时同步采集样品每个采集点的光谱数据;另一方面将单光子探测器与光子计数模块连用,也在AFM扫描的同时同步采集样品每个采集点的光强与时间寿命数据。利用“生产者-消费者”的软件结构开发了扫描同步的策略,利用计数器读取扫描台输出的两路同步脉冲信号,再通过软件控制采集样品每一个点的光谱及时间寿命的数据采集、图像显示、数据保存等后续功能。自主开发一套LabVIEW语言进行编程的软件,实现上述扫描、同步、数据采集与处理等功能,并利用该系统对铯铅溴和硒化镉量子点样品进行荧光寿命和光谱的扫描成像,可以清晰地通过光谱信息区分两种量子点。该系统能够实现对同一样品的形貌、荧光时间寿命、光谱等多项信息的探测。综上所述,我们搭建了一套多功能的扫描近场光学显微系统,该系统能够实现对样品的形貌、光强、荧光时间寿命、光谱信息的测量,为多个领域提供了一个强大的纳米尺度探测工具。而且该系统拥有模块化的设计,使其灵活开放,为后续在系统上添加光力、热、磁等物理信号的测量通道提供了方便。
李红星[8]2010年在《几种形貌可控半导体纳米材料的合成及其光电性质研究》文中提出具有特定形貌和可控维度的半导体纳米结构是未来构建新型微纳光电子器件的基础,低维半导体纳米材料因其丰富的形态和优异的物理、化学性能,近年来引起了科学工作者广泛的研究兴趣。本论文采用不同方法成功合成了几种具有可控形貌的半导体纳米结构材料。通过调节溶剂的浓度,反应时间以及实验步骤等措施,很好地实现了两种二元氧化物(ZnO和SnO2)和一种叁元硫化物(Cu4Bi4S9)半导体纳米结构的形貌以及尺寸的可控合成,并分别探索了相关的合成机理。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、紫外-可见-近红外吸收光谱(UV-Vis-NIR)、拉曼光谱(Raman)、扫描近场显微镜(SNOM)以及表面光电压谱(SPS)等多种测试手段对材料的形貌、结构、组份以及光学/光电性质进行了表征和分析,主要研究结果如下：1、通过一种简单、廉价的氨蒸发方法控制合成出新型叁明治状(纳米线阵列-纳米盘-纳米线阵列)ZnO纳米结构以及该结构的多夹层循环超结构(纳米线阵列-纳米盘-纳米线阵列-纳米盘-纳米线阵列),通过扫描近场光学显微镜研究了这种ZnO纳米结构的光学性质,发现它在可见光区有较强的绿光发射。通过跟踪叁明治ZnO纳米结构的生长过程,清晰地观察到了由二维六方盘状结构向叁维多级纳米结构转变的过程,基于此我们进一步阐明了这种形貌独特的ZnO纳米结构的生长机理。2、利用氨蒸发法,通过实验过程中反应步骤的微妙变化在透明导电的ITO衬底表面成功制备出另一种具有截然不同形貌的转子状ZnO纳米结构阵列,并结合具体实验过程阐明了转子状ZnO纳米结构的生长机制。借助扫描近场光学显微镜的高微区分辨能力探索了转子状ZnO纳米结构中主杆与分枝各自的发光性质,发现主杆具有比分枝更好的紫外光发射能力。这两种新型多级ZnO纳米结构的制备成功为探索合成其它新型纳米结构提供了一条既简单又廉价的途径。3、从ZnO的晶体结构和生长习性出发,继续通过氨蒸发法在不同的衬底上生长出具有针状与六边形平台状顶端形态的ZnO一维微/纳米棒阵列,通过简单调节实验参数与生长衬底研究了一维氧化锌纳米结构在极性溶液中成核、生长的基本规律。4、通过两步Au催化的VLS生长方法成功合成出具有规则形貌的蜈蚣状SnO2分枝纳米结构。进一步的微结构表征证明其主杆和分枝之间存在良好的外延关系,分枝纳米棒选择性地生长在主杆线的两个侧面上。利用近场光学显微镜对其荧光以及光波导性能进行了研究,发现该结构同其它传统的一维纳米线、纳米带一样表现出优良的光波导特性；对单一分枝SnO2纳米结构的阴极荧光光谱(CL)进行了分析；进一步,我们利用所合成SnO2分枝纳米结构对空气中的酒精气体进行检测,发现由SnO2分枝纳米结构作为敏感材料做成的气敏元件在300℃的工作温度下对乙醇气体表现高的灵敏度和快速的响应和恢复时间,初步分析了SnO2分枝纳米结构作为气敏元件的表面控制型气体响应机制。5、采用一种简单的溶剂热方法成功制备出具有高结晶质量的超长叁元Cu4Bi4S9纳米线。通过XRD,SEM对样品的物相和形貌进行表征,通过TEM和EDS对这种一维纳超长纳米线的微结构以及成份进行了详细的表征和分析,结果证明我们所合成的Cu4Bi4S9纳米线是完美的单晶结构,没有其它杂质相的存在。电子能损失谱元素扫描分析进一步证明单根纳米线内部元素分布非常均匀。利用紫外-可见-近红外吸收光谱确定Cu4Bi4S9纳米线的光学带隙为1.15eV。样品的表面光电压谱表明Cu4Bi4S9纳米线在整个可见光区都具有很强的光伏响应,其光伏响应波长可以拓展到将近1200nm的波长范围,几乎可以与单晶硅的光伏响应范围相媲美。利用表面光电压谱得到样品的光学带隙为1.18eV,非常接近于由吸收光谱得到的光学带隙值。
张明倩[9]2013年在《透射/反射式针尖增强拉曼光谱术关键技术与实验研究》文中进行了进一步梳理针尖增强拉曼光谱术（TERS）在纳米尺度物质和结构的研究中，是一种富有潜力的物理性质与化学信息探测方式。它结合了近场光学与表面增强拉曼光谱术的优势，能够同时获得样品表面形貌像以及具有突破光学衍射极限分辨率和高探测灵敏度的近场光谱信息。为能够适用于更广泛样品的TERS探测需要，本论文设计和构建了透射/反射式TERS系统。在系统构建过程中，针对激发光场与探针的精确对准问题和系统长时间稳定性问题，以自行设计的多维度光路精确调整装置和双控制器-双闭环控制的纳米精度扫描单元加以解决。并从发展仪器和提高系统性能的角度出发，对TERS系统的关键技术进行研究和优化。在此基础上，应用该系统对纳米材料进行了TERS探测研究。为测量探针的光谱响应特性、检验探针性能，设计和构建了与TERS系统集成于同一平台上的探针光谱响应测量单元，使得探针的测试与使用条件相同，更好地表征了探针共振特性。通过与相应探针的TERS增强测量结果对照，验证了探针光谱响应测量功能对探针增强性能检测的有效性。以径向偏振光经高数值孔径（NA）物镜聚焦形成的纵向光场优化了透射式TERS系统的激发光场，并进行了系统的理论和实验研究。采用矢量衍射理论和光场矢量合成方法，计算和分析了径向偏振光经高NA物镜产生纵向光场的机理。以散射型近场光学显微镜测量焦点处的光场分布，验证了径向偏振光聚焦形成的强纵光向场。TERS实验表明，相对于使用线偏振光，以径向偏振光入射时所获得的TERS信号提高6倍，增强因子为1.7×104。使用径向偏振光入射对碳纳米管样品的TERS探测显示了较好的探测灵敏度，实现了同时获得的TERS扫描成像与样品表面形貌像的空间对应指认。设计和构建了基于表面等离激元透镜（PL）的新型TERS系统并进行了实验研究。基于表面等离激元相位匹配条件，设计了具有对称性破缺结构的PL，实现纵向光场聚焦。通过数值模拟计算和近场光学探测实验，分析和测量了PL的聚焦光场分布，结果表明该结构在线偏振光照明条件下，能够有效聚焦纵向光场。将PL作为聚焦器件应用于TERS系统的照明光路，构建了基于PL的新型TERS测量系统。使用该系统探测碳纳米管样品，获得增强因子约为4×103。实验结果表明基于PL的新型TERS系统能够有效增强局域拉曼光谱信号，实现高灵敏TERS探测。
廖莎[10]2017年在《金纳米粒子调控量子点超辐射研究》文中指出量子点作为生物检测中新兴起来的一种荧光标记物,它与传统的半导体体材料相比出现了一些特殊的光电特性,因此在生物标记、检测、发光器件等多个研究领域具有较大的发展前景。由于表面光电信号的增强效应与低毒副作用,金纳米粒子被普遍应用在医学、生物检测等领域中。在合适的条件下,贵金属纳米结构表面的等离子体共振效应能够有效地增强量子点的辐射衰减率,目前通过这种方法来提量子点生物检测体系的灵敏度成为研究热点。本论文建立了金纳米结构增强量子点超辐射效应的理论模型,并在实验上进行了研究。以溶剂热合成法制备了有机物包裹的量子点团簇为研究对象,利用扫描近场光学显微镜来研究量子点团簇的超辐射效应,并探索金纳米粒子调控量子点集合的超辐射效应的方法,从而达到增强荧光的效果。论文的主要工作包括两个方面:1.量子点的超辐射效应。在理论上,推导了以Wannier激子为辐射模型的Dicke超辐射公式,从而获得量子点团簇半径与其辐射衰减率的立方关系;在实验上,以扫描近场光学显微镜为实验平台,将孔径针尖精确地定位到大小不同的单个量子点团簇上,并进行激发测量光谱。实验结果表明:当量子点胶体团簇半径小于55nm时,超辐射效应随团簇半径的增大而呈立方函数趋势增强,与理论相符;当半径大于55nm时,超辐射效应随团簇半径的增大而偏离理论曲线。2.金纳米结构调控量子点的超辐射。用辐射衰减率模型来描述金纳米结构对量子点的超辐射效应的影响,通过控制聚电解质双分子层的厚度来调控金纳米粒子薄膜与量子点集合之间的距离。实验结果表明聚电解质双分子层达到6层时,即间距在14nm左右,量子点集合的荧光强度最大,强度比量子点集合自身的强度增强了1.4倍。从实验中获得有效增加量子点辐射衰减率的方法,增强量子点荧光,从而满足生物检测中高灵敏度的需要。
参考文献：
[1]. 近场扫描光学显微镜对纳米结构材料的表征[D]. 曹立. 曲阜师范大学. 2002
[2]. 利用近场光学显微镜研究二维材料的光学特性[D]. 徐庆阳. 苏州大学. 2016
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