重掺杂氧化锌纳米晶表面等离子体共振定量研究

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毕业论文

1绪论...1

1.1氧化锌的结构.1

1.2纳米氧化锌的特点.1

1.3纳米氧化锌的应用.2

1.4纳米氧化锌的制备方法.2

1.5局域表面等离子体共振.3

1.6近红外波段的LSPR.6

1.7表面等离子体共振的应用...7

1.8本论文的研究内容.8

2实验部分...9

2.1反应机理.9

2.2实验步骤.9

2.3实验注意事项11

2.4结构表征方法12

3结构表征及数据分析13

3.1重掺杂氧化锌纳米晶的XRD结构分析13

3.2重掺杂氧化锌纳米晶的TEM表征13

3.3吸收光谱曲线15

3.4红外光谱曲线16

3.5重掺杂氧化锌纳米晶LSPR的调控...20

结论...21

致谢...22

参考文献.23

1 绪论局域表面等离子体共振（LSPR）现象，具有独特的近场增强效应和显著的光热效应，这使得其在生物，化学探测，光热治疗，以及光电子器件等领域可以有广泛的应用。近年来，对重掺杂半导体纳米晶的 LSPR 效应的研究越来越被关注，由于其共振波长可以在近红外甚至中红外，使得其可以在应用方面对传统贵金属材料做有效补充。
1.1 氧化锌的结构 ZnO晶体无色透明，两种元素电负性差值为1.79，Zn-O键兼顾共价键与离子键的特征。Zn 与O离子半径分别为0.060和0.138nm，半径比为0.435，由此可得，
其配位数应当处于4~6 中间。由于其具备共价键的特征，配位数为4。其中Zn、O都以 sp3杂化轨道成键，这种方式下，其晶体结构为配位四面体，每个原子周围都连接四个不同类型原子。根据鲍林第一规则，晶体结构单元为ZnO46-配位四面体，四面体中心为Zn2+离子，四个顶点为O2-离子。配位四面体彼此共用顶点，沿同一方向堆积，形成纤锌矿结构[1]（如图1所示）。子尺寸效应、表面效应、宏观隧道效应以及体积效应。同时，纳米晶的小尺寸也使其具有高透明度和高分散性。这些特点使得纳米ZnO 比起传统的ZnO产品，在磁、光、电、敏感等方面拥有更广阔的应用前景。