针尖增强拉曼散射论文-胡佳成,唐潮,朱振东,高思田,蔡晋辉

针尖增强拉曼散射论文-胡佳成,唐潮,朱振东,高思田,蔡晋辉

导读:本文包含了针尖增强拉曼散射论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:散射,针尖增强拉曼散射,增强因子,时域有限差分法

针尖增强拉曼散射论文文献综述

胡佳成,唐潮,朱振东,高思田,蔡晋辉[1](2018)在《台阶形针尖-活性基底结构的拉曼散射增强特性》一文中研究指出利用基于时域有限差分法的FDTD Solutions软件建立了镀Ag膜台阶形针尖-Ag纳米粒子活性基底结构的表面/针尖增强拉曼光谱(SERS-TERS)仿真模型,并在相同的条件下对其他不同类型的针尖和基底的近场电场分布进行数值计算,验证了所设计的镀Ag膜台阶形针尖和活性基底模型在拉曼散射增强方面的有效性。同时,针对此结构模型系统地分析了台阶形针尖曲率半径、针尖镀Ag膜厚度、针尖镀Ag膜高度、Ag纳米粒子直径、针尖与Ag纳米粒子间距,以及入射光角度对该针尖-基底结构热点位电场强度的影响。结果表明:在针尖曲率半径为5 nm、镀Ag膜厚度为25 nm、镀Ag膜高度为300 nm、Ag纳米粒子直径为55 nm、探针与Ag纳米粒子间距达到1 nm,以及入射光角度为45°时,该结构可产生最大的拉曼增强因子,为10~7量级。仿真结果可为制备高增强效应的针尖和TERS活性基底结构提供重要的理论依据和实验指导。(本文来源于《中国激光》期刊2018年10期)

江嵩[2](2016)在《针尖增强拉曼散射在纳米结构识别中的应用》一文中研究指出对微观世界的探索一直是人类孜孜不倦的追求,科学家们发明了各种各样的技术来观察、了解微观世界,并开始控制、设计微观世界的结构和性能,开启了纳米科技时代。然而目前常规的纳米尺度上的分析技术功能都比较单一,如扫描隧道显微镜具有高空间分辨的能力但化学识别能力非常有限,而光谱技术具有很强化学识别能力和超快时间分辨率,但空间分辨率受制于光学衍射极限。随着科学与技术的不断深入,科学界对实现纳米尺度上的高分辨化学识别的要求越来越迫切。针尖增强拉曼散射(Tip enhanced Raman scattering, TERS)技术是一项新兴的纳米尺度下的表面分析技术。在我们的前期工作中,我们在单个孤立的分子上原理性地展示了TERS技术具有亚纳米的高空间分辨和丰富的化学识别能力,预示着这项技术在表面分析领域有非常广泛的应用前景。本论文的主要工作是在超高真空低温的环境中构造出一维、二维甚至叁维的各种复杂的纳米结构,然后利用亚纳米分辨的TERS技术,对这些纳米结构进行高空间分辨的化学成像,展示TERS技术在复杂环境中的表现形式,为TERS技术在纳米材料、纳米器件、表面化学以及生物科学等方面的更广泛的应用奠定基础。第一章是绪论。我们简单介绍各种高空间分辨的化学识别技术,回顾TERS技术的发展历程。通过充分利用纳腔等离激元的宽频、局域与增强特性,新兴的TERS技术具有亚纳米空间分辨的化学识别能力,已经发展成为一种新的表面分析方法。第二章研究紧邻不同分子的实空间TERS光谱识别。我们利用扫描隧道显微镜控制的非线性TERS技术,采取线扫描方式,对表面上两种结构相似的卟啉衍生物分子进行TERS表征,展示了TERS技术可以对接触距离在范德华相互作用范围内(约0.3nm)的相邻不同卟啉分子进行清晰的化学识别,所测得的拉曼光谱具有各自特征的振动“指纹”,能够明显区分分子的“身份”和结构。结合简单的理论模型和计算,我们还进一步推测了分子在表面上的吸附构型。第叁章研究若干卟啉分子组装结构的TERS成像及其全谱分析方法。我们利用TERS成像技术,对卟啉分子组装成的二聚体、分子链和分子岛等纳米结构进行全景式的拉曼光谱成像表征。我们首先使用模式分析方法,研究不同纳米结构中的各个振动模式的空间分布,并指出该方法在结构识别方面的局限性。最后我们使用基于顶点成分分析的多变量全谱分析方法,对纳米结构中的各种组分进行了清晰的识别和分类。这项研究拓展了TERS成像的分析能力,为使TERS发展成为更加常规的表面分析技术奠定了基础。第四章研究第二层卟啉分子的TERS特性。我们对不同层卟啉分子的TERS光谱进行了比较研究。研究表明,直接吸附在金属表面的第一层卟啉分子的TERS光谱与吸附在第一层分子上的第二层分子的TERS光谱具有显着的差异。相较于第一层的卟啉分子,第二层的卟啉分子表现出迥然不同的振动模式和更强的拉曼活性。由于第二层蒸镀满层的样品可以测得远场拉曼信号,我们还从第二层卟啉分子的TERS信号中估计出TERS增强因子高达1010的量级。此外,从第二层卟啉分子的TERS背景中,我们还提取出来自分子的荧光和热荧光信号,暗示着在第二层卟啉分子的TERS测量中,有其他过程的参与。这项研究拓展了TERS对叁维结构的表征,为TERS研究更加复杂的纳米结构打下基础。第五章研究单根碳纳米管的TERS光谱成像。我们利用超高真空低温TERS技术研究碳纳米管的拉曼光谱,将TERS在碳纳米管上的空间分辨率进一步提高到亚纳米量级,并使用该技术清晰地展示了碳纳米管上的缺陷分布,直接测量了被缺陷散射的电子空穴对的驰豫长度。我们清晰地观察到弯曲的碳纳米管上G带的演化过程。该研究表明,TERS技术是在纳米尺度上研究低维纳米材料上的应力、缺陷等的有力工具,有助于理解、设计和控制纳米器件的性能。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2016-05-01)

侯岩雪,井西利,王明利,李源作[3](2012)在《蒽醌分子的深紫外针尖增强拉曼散射的化学增强机制》一文中研究指出利用含时密度泛函理论来研究深紫外针尖增强拉曼散射光谱的化学增强机制的报道,引发了许多关于紫外针尖增强拉曼散射的实验研究。本文通过含时密度泛函理论来计算铝3-蒽醌分子-铝3结在262 nm光能量激发下的拉曼光谱,结果表明该分子的拉曼光谱是针尖增强共振拉曼散射光谱,其化学增强因子为107。这表明在生物和材料领域,针尖增强共振拉曼散射技术可用于深紫外区域的指纹振荡光谱研究。(本文来源于《燕山大学学报》期刊2012年02期)

陈佳宁[4](2008)在《纳米结构的增强拉曼散射光谱研究》一文中研究指出等离子体子(Plasmon)是导体中自由电子集体的电磁振荡量子化后得到的准粒子。表面等离子体子(Surface Plasmon)则是限制在导体表面的等离子体子。如果导体自身尺度非常小或者导体有细微的表面结构,并且其尺寸远小于光波长,那么在光场照射下这类表面上激发出的表面等离子体子将被限制在特定的表面结构处,形成叫做局域表面等离子体子(Localized Surface Plasmon)。与光滑导体表面上存在的表面等离子体子不同,存在于纳米尺度导体结构上的局域表面等离子体子可以与光子产生强耦合共振,从而在导体纳米微结构表面产生一个局域的增强电场。金属纳米结构在激发光照射下在纳米结构表面产生局域增强电场的现象有很多应用,表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman Scattering)和针尖增强拉曼散射(Tip-enhanced Raman Scattering)是其中两个非常重要的方面。表面增强拉曼散射是利用存在于金属纳米结构中的增强电场放大吸附在金属表面分子的拉曼散射信号:而针尖增强拉曼散射则是利用存在于扫描探针显微镜的金属针尖处的局域增强电场来放大吸附在样品表面分子的拉曼散射信号。由于扫描探针激发而得的光谱信号的来源被限制在针尖下部有限范围内,随着针尖在样品表面上的移动就可以得到表面不同位置的光谱信息,这样就突破光波长的极限实现分辨纳米尺度量级的光学信息。本论文第一章概述等离子体子和表面等离子体子的一些概念、性质和相关研究状况;第二章介绍表面增强拉曼散射的原理及相关应用并对纳米线阵列中表面增强拉曼散射的光偏振依赖性进行了研究;第叁章介绍针尖增强拉曼散射的相关信息,研究了“双针尖”耦合形式的针尖增强拉曼散射光谱,并对针尖增强拉曼散射研究中出现的各种现象进行了讨论。第四章介绍用扫描隧道显微镜对金表面上的纳米颗粒和吸附的分子所进行的一些研究。(本文来源于《大连理工大学》期刊2008-10-01)

针尖增强拉曼散射论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

对微观世界的探索一直是人类孜孜不倦的追求,科学家们发明了各种各样的技术来观察、了解微观世界,并开始控制、设计微观世界的结构和性能,开启了纳米科技时代。然而目前常规的纳米尺度上的分析技术功能都比较单一,如扫描隧道显微镜具有高空间分辨的能力但化学识别能力非常有限,而光谱技术具有很强化学识别能力和超快时间分辨率,但空间分辨率受制于光学衍射极限。随着科学与技术的不断深入,科学界对实现纳米尺度上的高分辨化学识别的要求越来越迫切。针尖增强拉曼散射(Tip enhanced Raman scattering, TERS)技术是一项新兴的纳米尺度下的表面分析技术。在我们的前期工作中,我们在单个孤立的分子上原理性地展示了TERS技术具有亚纳米的高空间分辨和丰富的化学识别能力,预示着这项技术在表面分析领域有非常广泛的应用前景。本论文的主要工作是在超高真空低温的环境中构造出一维、二维甚至叁维的各种复杂的纳米结构,然后利用亚纳米分辨的TERS技术,对这些纳米结构进行高空间分辨的化学成像,展示TERS技术在复杂环境中的表现形式,为TERS技术在纳米材料、纳米器件、表面化学以及生物科学等方面的更广泛的应用奠定基础。第一章是绪论。我们简单介绍各种高空间分辨的化学识别技术,回顾TERS技术的发展历程。通过充分利用纳腔等离激元的宽频、局域与增强特性,新兴的TERS技术具有亚纳米空间分辨的化学识别能力,已经发展成为一种新的表面分析方法。第二章研究紧邻不同分子的实空间TERS光谱识别。我们利用扫描隧道显微镜控制的非线性TERS技术,采取线扫描方式,对表面上两种结构相似的卟啉衍生物分子进行TERS表征,展示了TERS技术可以对接触距离在范德华相互作用范围内(约0.3nm)的相邻不同卟啉分子进行清晰的化学识别,所测得的拉曼光谱具有各自特征的振动“指纹”,能够明显区分分子的“身份”和结构。结合简单的理论模型和计算,我们还进一步推测了分子在表面上的吸附构型。第叁章研究若干卟啉分子组装结构的TERS成像及其全谱分析方法。我们利用TERS成像技术,对卟啉分子组装成的二聚体、分子链和分子岛等纳米结构进行全景式的拉曼光谱成像表征。我们首先使用模式分析方法,研究不同纳米结构中的各个振动模式的空间分布,并指出该方法在结构识别方面的局限性。最后我们使用基于顶点成分分析的多变量全谱分析方法,对纳米结构中的各种组分进行了清晰的识别和分类。这项研究拓展了TERS成像的分析能力,为使TERS发展成为更加常规的表面分析技术奠定了基础。第四章研究第二层卟啉分子的TERS特性。我们对不同层卟啉分子的TERS光谱进行了比较研究。研究表明,直接吸附在金属表面的第一层卟啉分子的TERS光谱与吸附在第一层分子上的第二层分子的TERS光谱具有显着的差异。相较于第一层的卟啉分子,第二层的卟啉分子表现出迥然不同的振动模式和更强的拉曼活性。由于第二层蒸镀满层的样品可以测得远场拉曼信号,我们还从第二层卟啉分子的TERS信号中估计出TERS增强因子高达1010的量级。此外,从第二层卟啉分子的TERS背景中,我们还提取出来自分子的荧光和热荧光信号,暗示着在第二层卟啉分子的TERS测量中,有其他过程的参与。这项研究拓展了TERS对叁维结构的表征,为TERS研究更加复杂的纳米结构打下基础。第五章研究单根碳纳米管的TERS光谱成像。我们利用超高真空低温TERS技术研究碳纳米管的拉曼光谱,将TERS在碳纳米管上的空间分辨率进一步提高到亚纳米量级,并使用该技术清晰地展示了碳纳米管上的缺陷分布,直接测量了被缺陷散射的电子空穴对的驰豫长度。我们清晰地观察到弯曲的碳纳米管上G带的演化过程。该研究表明,TERS技术是在纳米尺度上研究低维纳米材料上的应力、缺陷等的有力工具,有助于理解、设计和控制纳米器件的性能。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

针尖增强拉曼散射论文参考文献

[1].胡佳成,唐潮,朱振东,高思田,蔡晋辉.台阶形针尖-活性基底结构的拉曼散射增强特性[J].中国激光.2018

[2].江嵩.针尖增强拉曼散射在纳米结构识别中的应用[D].中国科学技术大学.2016

[3].侯岩雪,井西利,王明利,李源作.蒽醌分子的深紫外针尖增强拉曼散射的化学增强机制[J].燕山大学学报.2012

[4].陈佳宁.纳米结构的增强拉曼散射光谱研究[D].大连理工大学.2008

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