论文部分内容阅读
金属增强荧光(MEF)来源于贵金属纳米颗粒局域表面等离子体共振(LSPR)效应,LSPR是金属纳米材料非常独特的光学特性,也是纳米材料研究领域的重要前沿方向。利用LSPR效应可以增强荧光分子的荧光信号强度,提高荧光检测法的灵敏度、准确度和适用范围,在光电器件、单分子检测以及能量转移等领域具有重要的应用价值。基于对MEF的研究,本文通过多元醇法、改进后的Stober法和热注入法等方法设计合成了具有特殊形貌和核壳结构的Ag@SiO2@CsPbBr3复合纳米粒子,通过改变SiO2的厚度,调控Ag纳米颗粒和CsPbBr3量子点二者之间的距离,从而对量子点荧光光谱行为进行研究。本论文的主要研究内容和结论如下:(1)核壳型Ag@SiO2复合纳米颗粒的制备与表征:采用多元醇法以乙二醇为溶剂,通过调节反应时间、温度、PVP分子量及浓度制备银纳米颗粒(Ag NPs)。然后,采用Stober法,以正硅酸乙酯(TEOS)作为硅源,在Ag NPs表面包覆不同厚度的SiO2层制得Ag@SiO2复合纳米颗粒,并对其表面进行氨基官能化。研究了SiO2壳层厚度的调控方法,并进行了 TEM、SEM和紫外-可见吸收光谱表征。结果表明,Ag NPs分散性好、形貌规则、粒径大小约60 nm,表面包覆了 1-55 nm不等的SiO2层。其表面等离子体共振吸收峰为420nm,且随着表面包覆SiO2层厚度的增加,其表面等离子体共振吸收峰逐渐发生红移。(2)Ag@SiO2@CsPbBr3复合纳米颗粒的制备与表征:首先,采用热注入法,通过控制反应温度制备粒径大小在1.3-9.5 nm,发射波长从465-536 nm的CsPbBr3量子点,系统地探究了合成温度对CsPbBr3量子点各项性能的影响,并对其粒径大小、发光波长、半峰宽、吸收波长、量子效率进行表征,结果表明,在高温下合成的CsPbBr3量子点发射波长红移,半峰宽较窄,量子效率高,表明合成温度对钙钛矿量子点结晶有重要的影响,通过分析得出,在高温下CsPbBr3量子点会从斜方晶系转变为立方晶系。然后,以已成功制备的核壳型Ag@SiO2为结构单元,利用静电吸附原理,在四氢呋喃溶液(THF)中,使CsPbBr3量子点吸附到Ag@Si02纳米颗粒表面,成功制备了 Ag@SiO2@CsPbBr3复合纳米颗粒。探究了制备条件对实验结果的影响,并通过表征与理论计算相结合,探讨了Ag@SiO2@CsPbBr3复合纳米颗粒与SEF效应的关系。通过对其荧光寿命的表征分析得到,Ag纳米颗粒使CsPbBr3量子点的辐射速率加快,荧光发射强度提高,实现了对钙钛矿量子点荧光强度最高2.6倍的增强。综上所述,通过制备具有核壳结构的Ag@SiO2@CsPbBr3复合纳米颗粒,并通过改变SiO2的厚度来调控Ag纳米颗粒和CsPbBr3量子点二者之间的距离,可以获得高效的荧光辐射增强。