《金屬摻雜及接觸對半導體SERS基底效應的影響》是依託吉林大學，由趙冰擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：金屬摻雜及接觸對半導體SERS基底效應的影響
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：趙冰
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
半導體納米材料對可見區的表面電漿吸收幾乎沒有貢獻，是研究SERS中化學增強的理想體系。本申請在前期工作的基礎上，繼續開展半導體納米材料作為SERS 基底的研究工作。主要目標為：（1）利用金屬摻雜對半導體納米材料光電性質的影響，考察其對SERS增強效應的貢獻。通過在半導體納米材料晶格中摻入不同濃度的金屬離子，從而改變半導體納米粒子的禁頻寬度、表面缺陷含量，進一步探索對化學增強產生影響的各種因素；（2）構築各種金屬-半導體-有機分子的模型體系，研究金屬-半導體接觸對SERS化學增強效應的影響。（3）研究半導體晶格振動（聲子模式）與吸附分子振動的協同增強效應。通過在半導體SERS基底上吸附不同的探針分子及改變雷射激發波長，來調查探針分子振動光譜的拉曼位移及相對強度的變化，同時觀察半導體納米材料的聲子振動模式，並探索半導體基底與探針分子的共增強現象。
結題摘要
半導體納米材料對可見區的表面電漿吸收幾乎沒有貢獻，是研究表面增強拉曼散射（SERS）中化學增強的理想體系。在前期工作的基礎上，本項目開展了半導體納米材料作為SERS基底的進一步研究工作。主要目標集中在：（1）利用金屬摻雜對半導體納米材料光學性質的影響，考察其對SERS增強效應的貢獻。在半導體納米材料晶格中摻入不同濃度的金屬離子，使半導體納米粒子的禁頻寬度、表面缺陷含量發生變化，進一步探索對化學增強產生影響的各種因素；（2）構築各種金屬-半導體-有機分子的模型體系，研究金屬-半導體接觸對化學增強的影響。（3）研究半導體晶格振動（聲子模式）與吸附分子分子振動的協同增強效應。在半導體SERS基底上吸附不同的探針分子，分析探針分子振動光譜的同時觀察半導體納米材料的聲子振動模式，研究半導體基底與探針分子的“共增強”現象及不同的探針分子、不同的激發光波長等因素的影響。（4）嘗試利用半導體納米粒子SERS基底進行檢測分析研究。 半導體納米粒子的表面態濃度在體系的電荷轉移過程起著至關重要的作用，它既作為光生電子的捕獲阱改善光生載流子的分離效率，同時也作為體系電荷轉移的必要的中間媒介；適量的金屬摻雜豐富了納米粒子的表面缺陷並改善了與之相關的光生載流子的分離效率,有利於半導體的電荷轉移和吸附分子的SERS增強。 通過層層組裝的方法構建了Ag/4-MBA/TiO2電荷轉移體系，隨著TiO2層數的增加，Ag納米粒子的SPR共振吸收峰強度增強，歸因於在Ag納米粒子表面有新的電荷轉移體系Ag/4-MBA/TiO2生成。半導體TiO2引入後 MBA分子的SERS光譜發生了較大的變化，歸屬於b2振動模式的峰發生了明顯的增強。Herzberg-Teller效應對探針分子的完全對稱振動模式和非完全對稱振動模式均有增強，因此認為TiO2膠層的引入，增強了體系中的電荷轉移，b2振動模式被選擇性的增強。同時提出了相應的電荷轉移模型。 在國家自然科學基金的支持下，課題組完成了任務書規定的研究內容。項目周期內發表學術論文56篇，會議論文62篇，申請發明專利6項，有7人獲得博士學位。
