殼層隔絕納米粒子增強拉曼散射機理及拓展研究

《殼層隔絕納米粒子增強拉曼散射機理及拓展研究》是依託廈門大學，由楊志林擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：殼層隔絕納米粒子增強拉曼散射機理及拓展研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：楊志林
• 依託單位：廈門大學

項目摘要

深入探索殼層隔絕納米粒子增強拉曼散射的增強機理並拓展其套用領域對保持我國SHINERS技術的國際領先地位十分重要。本項目首先通過物理建模與數值仿真，綜合套用三維時域有限差分、Mie 理論、離散偶極近似等方法對SHINERS中的物理增強機制進行系統研究;同時，利用GAUSS、TURBOMORE等量子化學的方法，深入探討電荷和能量轉移對SHINERS中化學增強的影響。通過機理研究將解決基底、殼層隔絕納米粒子的大小、形狀、組分、聚集狀態、激發光、吸附分子及介電環境等各因素對SHINERS的定量影響，促進SHINERS中物理增強與化學增強機理的統一理論研究，最終達到深刻認識SHINERS中光、納米結構、分子三者之間的相互作用的目的。利用理論研究的成果，進一步最佳化SHINERS技術並將其拓展至電化學拉曼及生物活細胞研究領域。預計將在國際高質量學術刊物上發表10篇左右有影響力的研究論文。

結題摘要

在基金的支持下，研究組成員深入探索了殼層隔絕納米粒子增強拉曼散射的增強機理，並將其成功套用於表面等離激元增強二次諧波研究上。本項目首先通過物理建模與數值仿真，對SHINERS 中的物理增強機制中最核心的“熱點”形成及空間定位進行系統研究，定量解決了基底、殼層隔絕納米粒子的大小、形狀、組分、聚集狀態、激發光、吸附分子及介電環境等各因素對SHINERS 的具體影響，促進了SHINERS 中物理增強與化學增強機理的統一理論研究。利用理論研究的成果，通過進一步最佳化SHINERS 技術並將其作為平台，成功突破光學的衍射極限，提出並從實驗上實現了PESHG納米尺。基於矽針尖AFM體系，研究並設計了矽@金針尖，獲得普適性更高的TERS針尖體系，並對其增強因子和空間解析度進行了系統研究。在國際高質量學術刊物上發表10餘篇影響因子IF超過3的研究論文，其中影響因子大於10的4篇（Nano Lett. 1篇， ACS Nano 2篇，J. Am. Chem. Soc 1篇），影響因子在5～10的4篇，影響因子在3～5的3篇。