论文部分内容阅读
表面等离子体(Surface Plasmons,SPs)是指存在于金属表面的自由振动的电子与光子会发生相互作用而产生的沿着金属表面传播的电子波。存在于金属纳米结构中的表面等离子体可以很大程度的增强局域电磁场以及甚至可以突破衍射极限的传播,正是由于表面等离子体的这些性能,它可以应用到超灵敏检测技术中。金属纳米结构,特别是金、银、铂、铜等金属纳米结构的表面具有表面等离子体可以产生局域光场增强效应,这种局域光场增强效应使得金属纳米颗粒具有丰富的光学性质。表面增强拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scatting,SERS)就是利用金属纳米结构中的局域光场增强效应的原理来增强很弱的拉曼信号,从得到的拉曼信号中可以得到所测物质的化学结构、成分等。然而金属纳米结构中的拉曼增强效果与纳米颗粒的材料、形貌、尺寸以及结构特征密切相关。本文主要采用各项异性的银纳米米二聚体,银纳米线、银纳米球颗粒组成的二聚体结构,利用4NBT分子、2A-5NBT分子和BDT分子作为探针分子来研究入射光和出射光的偏振方向对银纳米颗粒二聚体的拉曼信号强度的影响。实验与理论结果一致表明:由于纳米颗粒二聚体具有各项异性所以当入射光或者出射光的方向与纳米米或纳米线的长轴成90°夹角时,获取得到的SERS信号最强。相反当入射光或者出射光的方向与纳米米或纳米线长轴成0°夹角时,获取得到的SERS信号最弱。而且除此之外还意外的发现当银纳米米颗粒二聚体是由两个尺寸不同的颗粒组成时,小颗粒有更强的能力收集电荷并且与入射光的偏振方向无关。在银纳米米颗粒二聚体这个课题中还研究了介质膜对入射光偏振依赖性的影响,分别采用了金膜、导电玻璃(ITO)和玻璃介质膜,结果发现介质膜对入射光的偏振依赖性并没有影响,只是由于金膜上的镜像电荷多会导致金膜上的镜像电荷与金属纳米颗粒二聚体上的自由电荷发生强耦合作用,从而可以有更强的电磁场增强相比着ITO和玻璃膜。在银纳米颗粒和银纳米线二聚体结构这个课题中,发现无论是颗粒与金膜的间隙处还是纳米球-纳米线间隙处的拉曼信号都具有出射光的偏振依赖性。通过对各项异性的SERS基底的拉曼光谱的偏振依赖性研究,有利于我们更深入的对SERS机理的理解,同时也有利于我们在不利用任何外部的装置时更好的调控SERS强度。