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oe1(光电查) - 科学论文

17 条数据
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  • 银金双金属合金与核壳纳米粒子：对等离子体增强和光热应用的影响

    摘要： 双金属等离子体纳米粒子可通过调节组分来实现光学响应与化学稳定性的调控。本研究通过数值模拟对比了球形与非球形（纳米三角和纳米棒）的Ag-Au合金、Ag@Au核壳及Au@Ag核壳三种双金属等离子体纳米结构。通过研究具有近红外局域表面等离子体共振特性的非球形结构，可有效区分金元素带间跃迁存在与否的情况?；谖南妆ǖ赖慕鹨辖鸸庋СＪ细裱橹そ⒌氖的Ｐ停苯颖冉咸峁┝艘谰?。虽然金银核壳与合金纳米粒子均呈现介于纯银与纯金纳米粒子之间的中间态光学响应，但其光谱特征存在显著差异。此外，由于非球形结构中不存在金的带间跃迁，双金属构成对其影响与球形结构截然不同。总体而言，金掺杂虽能提升银纳米粒子的化学稳定性，但会以牺牲等离子体增强效应为代价——该规律对非球形结构同样适用但影响较弱。光热传递研究表明：球形银纳米粒子掺金后吸光度增加会导致稳态温度升高；而非球形结构本征吸光能力更强，作为更优的光热源其特性受金属互掺影响较小。这项关于金银合金/核壳纳米粒子光学/光谱及光热特性的研究，为定制化等离子体纳米结构的开发提供了深入的物理机理认知。

    关键词： 局域表面等离子体共振（LSPR）、金@银核壳结构、银-金合金、银@金核壳结构、双金属等离子体纳米粒子、光热应用

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于等离激元纳米粒子的光学分析在均相溶液及单纳米粒子水平上的最新进展

    摘要： 具有特殊局域表面等离子体共振（LSPR）特性的等离子体纳米粒子已广泛应用于多种目标物的光学传感。结合单纳米粒子成像技术，可获取反应和生物过程的动态信息，从而深入理解其原理并设计优异的纳米材料。本综述总结了近期基于等离子体纳米粒子在均相溶液和单纳米粒子水平上对不同分析物的光学检测方法。首先简要介绍LSPR原理，随后列举采用不同传感机制和策略的比色法与荧光法均相检测实例。单等离子体纳米粒子分析从化学反应可视化和生物过程理解两方面进行总结，并介绍这些体系的基本传感机制与性能。最后，本文重点讨论了基于等离子体纳米粒子的光学分析系统面临的挑战与发展趋势。

    关键词： 等离子体纳米粒子、单纳米粒子水平、荧光测定法、化学反应、局域表面等离子体共振（LSPR）、光学分析、均相溶液、比色测定法、生物过程

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于比色皿的微流控装置，集成纳米结构用于测量双局部表面等离子体共振（LSPR）信号

    摘要： 利用局域表面等离子体共振现象的分光光度计是生物技术和生物分析领域中强大的测量工具。我们提出了一种可用于通用分光光度计的新型比色皿设计。这种新型比色皿设计只需几微升试剂即可进行测量，且可同时装载并测量两枚芯片。由于样品芯片通过螺丝机械固定，可轻松装卸，因此该新型比色皿可多次使用。这能在成本和时间方面为用户带来优势。我们通过信号增强和双信号检测验证了其在生物技术和生物分析领域应用的可能性。

    关键词： 分光光度计、生物分析、纳米结构、微流控装置、生物技术、局域表面等离子体共振、LSPR

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 三层介电-银双金属纳米壳的可调谐局域表面等离子体共振及折射率灵敏度特性

    摘要： 基于准静态理论研究了三层银/金-介质-银双金属纳米壳的光学特性和折射率灵敏度能力。结果表明：通过改变内核半径、中间介质层半径及外壳层厚度，可有效调控银/金-介质-银双金属纳米壳的吸收光谱。|ω? ??模态的局域表面等离子体共振(LSPR)峰随内核半径和中间介质层厚度的增加呈现红移，而随外壳层厚度的增加呈现蓝移。有趣的是，|ω+ ??模态的位移与ε2/ε4比值（即核与纳米壳的组分比）相关。此外，研究还报道了该三层双金属纳米壳的折射率灵敏度性能——通过调节几何尺寸与组分可获得更高的折射率灵敏度。|ω? ??模态强度随周围介质介电常数的增大而增强，而|ω+ ??模态则逐渐减弱。两模态的强度差主要受周围介质介电常数、几何参数、中间层介电常数以及核与纳米壳组分的影响。本研究为分析纳米壳的灵敏度应用提供了方法，并拓展了其在传感领域的应用前景。

    关键词： 等离子体杂化理论，局域表面等离子体共振（LSPR），介电-银双金属纳米壳层，折射率灵敏度能力

    更新于2025-09-22 21:05:46

  • ZnO纳米棒阵列/Ag/CuSe异质结构中的整流行为与光催化活性

    摘要： 通过溶液法、热蒸发和磁控溅射工艺制备了垂直排列的掺银氧化锌纳米棒阵列/硒化铜薄膜（ZnO NRs/CuSe TF）异质结构。采用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜/能谱仪、电流-电压测试及紫外-可见-近红外分光光度计对三元ZnO纳米棒/Ag/硒化铜异质结构进行了表征。通过紫外-可见光照射下罗丹明B溶液的光催化降解实验评估其性能。由于三种功能组分的强耦合效应，该ZnO NRs/Ag/CuSe异质结构的光催化效率显著高于ZnO NRs/Ag和ZnO NRs/CuSe对照组。局域表面等离子体共振效应与双肖特基结（Ag/ZnO和Ag/CuSe）协同促进了光生电子-空穴对的分离与转移。本研究构建了一种人工调控体系，可有效增强太阳能转换过程中的光捕获能力、电荷分离传输效率并降低复合速率。

    关键词： 光催化活性、局域表面等离子体共振（LSPR）、电荷分离、ZnO纳米棒阵列/Ag/CuSe异质结构

    更新于2025-09-24 07:33:49

  • 具有等离激元活性的纳米结构薄膜

    摘要： 等离子体活性纳米材料因其日益广泛的医学和能源应用而备受科学家关注?；诘壤胱犹迥擅撞牧系幕в肷锎衅饕殉墒觳⑹迪稚桃祷?，但其在光热治疗、太阳能电池、超分辨率成像、有机合成等领域的应用潜力仍在不断涌现。这些技术中等离子体材料的效能取决于其稳定性和灵敏度。在固体基底上制备等离子体活性纳米结构薄膜（PANTFs）可提升其物理稳定性，更重要的是，薄膜表面等离子体与纳米结构等离子体能在PANTFs中发生耦合从而增强灵敏度。PANTFs可作为三类等离子体传感技术（传播表面等离子体、局域表面等离子体共振及表面增强拉曼光谱传感技术）的换能器。此外，连续纳米结构金属薄膜在实现电控操作（如同步采用等离子体与电化学技术进行检测）方面具有优势。尽管PANTFs的研发进展迅速，但关于其合成方法的综述文献甚少。本综述阐述了等离子体的基础理论与实践要点，并聚焦制备技术的优缺点，系统介绍PANTFs合成的最新进展，同时概述不同类型PANTFs及其在生物传感中的灵敏度特性。

    关键词： 局域表面等离子体共振（LSPR）、等离子体学、金纳米结构、生物传感、薄膜、光刻技术、纳米孔阵列、纳米制造

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 含TiN的聚合物-金属核壳结构纳米锥阵列：通过调控等离激元特性实现传感器性能的工程化设计

    摘要： 基于局域表面等离子体共振（LSPR）的光学无标记生物传感器中，金属纳米结构具有巨大潜力。这类金属基无标记生物传感器（即等离子体传感器）的灵敏度取决于其等离子体特性，而金属材料中的能量损耗会导致灵敏度下降。本研究通过氮化钛（TiN）调控基底聚合物材料的载流子密度，展示了一种提升金属纳米结构等离子体特性的方法。预计TiN吸收的光能将转化为激子并辅助金属纳米结构中的局域表面等离子体（LSPs），从而补偿金属材料中的能量损耗。我们设计了一种含TiN的聚合物-金属核壳结构纳米锥阵列（NCA），其聚合物核内含TiN纳米颗粒（NPs），外层包覆金属壳（金或银），并通过优化含TiN聚合物组分实现了无标记生物传感器折射率（RI）灵敏度的提升。结果表明：当聚合物核中TiN NPs浓度为10 wt%时，该含TiN聚合物-金属NCA的RI灵敏度较未添加TiN NPs的对照组提高1.5倍。光照条件下对含10 wt% TiN NPs聚合物金属表面的电阻测量结果显示，入射光通过TiN转化为金属的LSPs。该方法可有效改善等离子体特性与传感器性能。在DNA杂交检测中，该传感器实现了117.5 fM的极低检测限。

    关键词： 局域表面等离子体共振（LSPR）、核壳纳米结构、DNA检测、载体工程、生物传感器、氮化钛

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [2019年IEEE第32届国际微机电系统会议(MEMS) - 韩国首尔 (2019.1.27-2019.1.31)] 2019年IEEE第32届国际微机电系统会议(MEMS) - 用于结构色和比色生物传感的全金属等离子体超材料

    摘要： 基于金属亚波长结构上局域表面等离子体共振（LSPR）效应的比色无标记等离子体生物传感器，通过简易仪器甚至肉眼观测，展现出在临床诊断和环境监测检测等诸多应用领域的巨大潜力。本文提出一种高性能比色无标记等离子体生物传感器，其核心是由三维全金属纳米腔阵列构成。该纳米结构由顶部金圆盘阵列、铝柱及底部金反射膜组成，类似于以空气腔为绝缘层的金属-绝缘体-金属结构（该绝缘层易被其他气态或液态电介质填充），因此分析物可渗透至纳米级腔体内部并产生强烈光物质相互作用。该传感器对微小折射率变化呈现显著颜色差异，灵敏度高达683.5 nm/RIU。此外，当二硫代双(琥珀酰亚胺丙酸酯)（DSP）单分子层键合至纳米结构表面时，超材料颜色会从蓝色逆转为绿色。该超材料将为目标分析物与其对应受体间结合事件的检测与研究提供重要潜力。

    关键词： LSPR、无标记、超材料、比色法、等离子体生物传感器

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 具有不同形貌特性的金属纳米粒子等离激元性质的实验与理论对比

    摘要： 在本研究中，我们采用脉冲激光沉积（PLD）技术结合纳秒级Nd:YAG激光系统，根据环境背景气压和激光脉冲次数，在载玻片和硅片基底上制备了具有不同形貌特性的等离子体金属纳米颗粒薄膜。通过原子力显微镜分析了这些纳米颗粒薄膜的形貌特征。紫外-可见光谱显示，等离子体金属纳米颗粒在可见光及近红外（NIR）区域呈现局域表面等离子体共振（LSPR）带，其位置取决于纳米颗粒薄膜的形貌结构。我们使用边界元法模拟程序对等离子体金属纳米颗粒的LSPR特性进行了理论计算，并将本工作获得的PLD实验结果与理论计算结果进行对比验证。本研究系统呈现并讨论了理论计算与实验结果及其对比分析，最终得出铜体系的理论与实验结果高度吻合的结论。

    关键词： LSPR、BEM、纳米粒子、气压、脉冲激光沉积

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 准静态极限下的计算纳米等离子体学在生物传感应用中的研究

    摘要： 局域表面等离子体共振（LSPR）现象通过目标分子存在时共振频率的偏移，为生物分子检测提供了高灵敏度。该领域的计算研究要么采用完整麦克斯韦方程配合简化的传感器-分析物系统模型，要么完全忽略分析物。在长波极限下，可通过静电近似简化理论，同时以中等计算成本增加传感器与分析物的几何细节。本研究采用后一种方法，扩展开源PYGBE代码来计算任意目标存在时金属纳米粒子的消光截面以实现传感。目标分子基于其晶体结构通过表面网格表征。PYGBE是用PYTHON编写的连续介质静电学研究软件，其计算密集部分通过PYCUDA在GPU硬件加速，并通过提供O(N log N)计算复杂度的树码算法加速。这些特性使PYGBE能处理五十万边界元素以上的问题。本研究展示了扩展至静电极限下计算LSPR响应的PYGBE适用于生物传感应用。通过电场中孤立银纳米球模型问题，结果表明网格收敛率为1/N，且消光截面随波长变化的计算结果（与解析解相比）准确。对于由银纳米球与牛血清白蛋白（BSA）组成的传感器-分析物系统模型，结果再次获得1/N网格收敛率（相对于理查德森外推值）。计算1-nm距离分析物存在时BSA蛋白体系随波长变化的LSPR响应，捕捉到共振频率0.5 nm的红移。最终通过生物传感器模型进行灵敏度研究，获得蛋白质与纳米粒子不同距离下的共振频率偏移。本文所有结果完全可复现，我们已将重新运行计算和重现图表所需材料存档于数据存储库。PYGBE采用宽松许可开源开发，文档见http://pygbe.github.io/pygbe/docs/。

    关键词： GPU加速、生物传感、局域表面等离子体共振、PYGBE、静电学、纳米粒子、边界元法、LSPR

    更新于2025-09-12 10:27:22