【摘 要】
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以贵金属复合纳米粒子局域表面等离子体共振特性为基础的光传感技术在制作生物光传感器、加速光热催化等生物医药学领域潜力巨大。本文为构建新型LSPR纳米复合结构粒子以及“贵金属纳米消光式传感检测”提供了新的传感模型和传感理论依据,主要研究工作包括:首先,在表面等离子体共振理论和经典纳米粒子理论模型的基础上,选用了离散偶极近似计算法结合仿真软件DDSCAT对文中纳米粒子结构局域表面等离子体共振的产生及粒子
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以贵金属复合纳米粒子局域表面等离子体共振特性为基础的光传感技术在制作生物光传感器、加速光热催化等生物医药学领域潜力巨大。本文为构建新型LSPR纳米复合结构粒子以及“贵金属纳米消光式传感检测”提供了新的传感模型和传感理论依据,主要研究工作包括:首先,在表面等离子体共振理论和经典纳米粒子理论模型的基础上,选用了离散偶极近似计算法结合仿真软件DDSCAT对文中纳米粒子结构局域表面等离子体共振的产生及粒子的消光特性进行了模拟研究。其次,研究了二层金基、银基的金属/化合物复合核壳纳米粒子消光特征的影响因素;利用消光效率值、可视化电场强度图分别反映了定向波长下的消光特性和定值波长下的电场分布规律;将基于杂化理论不同核壳比的纳米粒子消光光谱做对比后,分别对Si3N4/Ag、TiO2/Ag和ITO/Ag复合纳米粒子的电子密度降低能力以及ITO/Au、TiO2/Au和Si3N4/Au纳米粒子的消光能力进行了由高到低的排序。接着,设计了二层ITO/Au纳米核壳二聚体的金基复合纳米粒子结构和与之对应的双对称探针消光式传感体系;模拟了粒子不同核壳比、二聚体间距和不同介质折射率下的可见光-红外光波段的消光光谱;根据环境折射率与耦合偶极共振、耦合八极共振之间的响应关系得到了粒子的折射率灵敏度,发现粒子具备高灵敏度的折射率检测性能并呈现出良好的线性折射率检测关系。最后,提出了三层Au、ITO、Ag材料下完整球状与破缺球状的纳米粒子核壳结构,并依此设计出对入射光具有敏感和依赖的Au/ITO/Ag双对称破缺二聚体类领结粒子结构;对该结构的LSPR共振峰和LSPR共振场强进行了运算模拟;利用乙二醇液体浓度与折射率关系建立了类领结粒子的液体浓度传感模型;研究发现,Au/ITO/Ag双对称破缺二聚体类领结粒子在增强和收集LSPR局域电场以及LSPR浓度传感检测方向都具有独特而深入的研究价值和意义。
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