不同尺寸贵金属纳米颗粒阵列的制备及其光学性质

摘要

贵金属(Au、Ag、Cu、Pt)纳米材料的可控光学特性使得其在光、电、热性质和催化活性等方面表现出独特的性能，在过去十几年间，纳米结构的基本特性、制备以及应用已经成为最前沿的科研热点，本文对不同尺寸的金纳米颗粒阵列的制备及其可控光学性质进行了实验与理论研究：
　　 (1)经过大量的实验工作，不断改进实验平台和优化实验参数，最终制备出了不同尺寸的纳米球掩模板,通过扫描电子显微镜观测到纳米球掩膜板呈大面积、无缺陷密排。
　　 (2)采用纳米球蚀刻技术结合脉冲激光沉积技术，在石英和硅衬底上制备了不同尺寸的金纳米颗粒阵列，并研究了退火处理对其颗粒形状的影响。通过扫描电子显微镜对退火前后的金纳米颗粒阵列的表面形貌进行观测，发现退火前金纳米颗粒为有序分布的三棱柱结构，低温退火处理对Au纳米颗粒的致密性有良好的改善作用，而随着退火温度的提高Au纳米颗粒阵列的形貌会发生改变，金纳米颗粒的高度变高，颗粒横截面变圆。
　　 (3)通过双光束紫外分光光度计(U-3310)在190nm到900nm波长范围内对其光吸收特性进行了测量，并成功观测到了金纳米颗粒表面等离子体振荡效应引起的光吸收峰。结果表明随着金纳米颗粒底面边长的增加，其吸收峰峰位红移，退火处理后，金纳米颗粒的吸收峰峰位蓝移，同时吸收峰变强峰宽变窄。对金纳米颗粒的光吸收特性进行了基于离散偶极子近似的理论计算，并与实验结果进行了比较，理论计算结果与实验测试结果相符合。