论文部分内容阅读
由于表面等离子体能够突破光学的衍射极限,纳米金属的表面等离子体已成为当今纳米科学研究中的一个热点。表面等离子体因其表面局域和近场增强的特性,可用于信息存储、成像、太阳能电池、纳米尺度的光电器件和生物传感器等领域。本论文主要围绕表面等离子体耦合量子点荧光方面展开研究,具体的研究工作包括:1.表面等离子体耦合CdSe量子点荧光并在银纳米线内传输和出射。利用自制的共聚焦显微成像装置观察量子点荧光耦合纳米线的SPP并在纳米线内传输及端口出射所形成的激子-等离子体-光子的转化过程。研究发现,对于单一的银纳米线,采用物镜聚焦纳米线中部方式无法激发SPP。当纳米线表面覆盖量子点后,从中间激发可观察到银纳米线导光现象。这说明了量子点可以提高激发纳米线SPP的波矢补偿。同时,研究了纳米线导光的传输损耗问题。此外,本论文还摸索了控制剂对于乙二醇法制备银纳米线的影响,获得重复率高,表面光滑且直径大于150 nm的银纳米线。2.周围介质的折射率分布对银纳米线的SPP的影响。研究了覆盖介质的折射率对玻璃衬底上银纳米线SPP的局域场分布、传输长度、有效模式面积等的影响。研究发现均匀的介电环境将产生均匀的SPP场分布和更大的传输长度L。当衬底和覆盖层折射率差异变大时产生热点,且热点分布在折射率大的介质与金属的界面上。同时研究了部分嵌入在PMMA中的不同直径的银纳米线的SPP的场分布和各参数对PMMA厚度的依赖关系。对该理论进行了实验验证:研究了当覆盖介质分别为空气和油的时候纳米线的SPP耦合量子点荧光并在纳米线内的传输问题,发现二者的传输损耗分别为92%和85%,与理论模拟基本一致。3.银纳米线和金银合金纳米管的SPP耦合量子点荧光强度对激发光偏振的依赖关系的比较研究。首先,在银纳米线基础上制备了金银合金纳米管,提供了提高金银合金纳米管的制备效率的新方法。然后,实验比较了银纳米线和合金纳米管耦合荧光强度对偏振的依赖关系。研究发现在入射光的偏振对银纳米线和合金纳米管的SPP耦合量子点的荧光强度均表现出正弦关系,即当入射光的偏振方向垂直纳米结构轴线时,耦合强度最强;当入射光的偏振方向平行于纳米结构的轴线时,耦合最弱。而且,与银纳米线相比,偏振对合金纳米管的影响比较弱。并对该结论进行了理论验证,进一步发现了纳米管对偏振的依赖关系远比线弱。并且,对于金纳米管,当偏振方向垂直于管长轴时,有大量的SPP能量陷入到管内部。