《Au納米棒-CdSe異質納米材料的構建及其光學性能研究》是依託湖南師範大學，由梁珊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：Au納米棒-CdSe異質納米材料的構建及其光學性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：梁珊
- 依託單位：湖南師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
金屬-半導體異質納米材料由於表面等離激元與激子的集成，以及組元間協同效應，展現出許多新奇物理化學特性，在微納光子學領域具有重要研究價值。本項目擬在已有研究基礎上可控合成Au納米棒-CdSe異質納米結構並對其光學性能展開深入研究。主要研究內容包括CdSe納米晶在Au納米棒表面的可控生長及其生長機制的探索；在實驗上通過吸收光譜、發射光譜、螢光壽命譜以及Z掃描技術研究材料線性與非線性光學屬性對其結構參數與激發條件的依賴關係；理論上運用時域有限差分法模擬分析體系表面等離激元共振特性，結合實驗結果，進一步研究Au-CdSe異質納米體系表面等離激元-激子相互作用影響材料光學性能的物理機制，實現材料光學性能的共振增強與人工調控。本項目旨在為光與物質相互作用研究與套用提供具備優良光學性能的金屬-半導體納米結構，我們前期工作積累為本項目的開展奠定了基礎。
結題摘要
金屬-半導體異質納米材料由於表面等離激元與激子的集成，以及組元間協同效應，展現出許多新奇物理化學特性，在微納光子學領域具有重要研究價值。在前期工作中我們利用Ag浸潤層讓貴金屬表面實現了半導體納米晶體的選擇性外延生長。基於此，（1）改進制備工藝，基於微量Ag層我們得到組份更為純淨的“狗骨頭”型Au-CdS納米棒結構。研究發現隨著殼層厚度增加，異質納米“狗骨頭”的等離共振吸收強度增強，且在可見光波段展現出了一個新的橫向共振模式。強的共振吸收與寬的吸收波段讓Au-CdS納米“狗骨頭”在羅丹明b光降解實驗中展現出了優越的光催化性能。（2）通過表面修飾劑改造，得到了Au-AgAuS“兩面神”納米棒結構, 我們通過實驗測量與理論模擬發現其表面等離激元屬性可以通過半導體殼層厚度與覆蓋面積進行調控。此外，以羅丹明b為探測分子，薄殼層Au-AgAuS納米棒展現出優越的SERS活性。 （3）嘗試了基於Se介導層誘導半導體在Au納米棒表面選擇性生長，半導體殼層的晶體質量得到明顯提升，並對光學與光電性質進行了研究，Au-PbSe核殼異質納米結構展現出優越光電性能。（4）利用長徑比設計Au NR的橫向與縱向共振能級。當橫向能級處於一倍或兩倍縱向能級位置時，研究者在飛秒Z掃描實驗中觀測到強的飽和吸收現象。（5）通過理論計算發現單層MoS2納米振子中不存在光學雙穩行為，並研究了光在該振子體系中的傳播快慢特性。發現可以通過調節泵浦場頻率和強度來實現快光和慢光的轉換與開關。（6）研究了在金屬納米顆粒單層MoS2振子複合體系中激子聲子和激子等離激元相互作用對雙穩信號的影響。發現與激子聲子相互作用相比較，強的激子-等離激元相互作用在體系雙穩態起主導作用，且調節顆粒與振子的間距可以改變雙穩區間的大小。
