本文主要研究内容
作者刘雪瑶（2019）在《聚合物辅助构筑新型金属有序微纳结构及其光学传感研究》一文中研究指出：金属等离子体纳米结构凭借其表面等离子体出色的将光局域于金属-介电材料界面的能力受到了研究工作者们的广泛关注,在传感器、显示器件、光电器件等领域都具备着可观的应用潜力。由于金属纳米结构表面的增强电场对于介质环境的折射率十分敏感,所以可以将其应用于折射率传感中。材料、形状迥异的金属纳米结构表面注定其所发挥出的传感性能的天差地别,通过合理、有目的性的结构设计可以提高结构的最终性能。贵金属具有反应惰性、高表面共振强度、易于进行表面修饰且生物相容等优点,是应用于等离子体传感的绝佳候选材料。而在结构设计上以往的报道中指出三维等离子体金属结构往往较二维结构具有更优越的传感性能,所以我们将从三维金属纳米结构表面出发进行合理设计。目前大多数关于金属纳米结构表面构筑的文献都是基于聚焦离子束刻蚀和电子束刻蚀这两种方法,因为由此得到的结构精细可控且灵活性较高,但同时也存在着设备要求高、产出效率低、三维结构成形难等诸多弊病。为此如何通过高效低耗的构筑方法得到目标结构就显得至关重要了。胶体刻蚀以胶体晶体的自组装有序结构为模板,结合后续模板处理及图形转移可以设计得到大面积有序且形状参数高度可调的二维及三维金属纳米结构。本文中我们结合聚合物胶体刻蚀技术,灵活运用模板,实现了三维银纳米环、深银井及深椭银井阵列的制备并用于光学传感、生物免疫分析当中。第二章中我们基于多步聚合物胶体刻蚀结合金属沉积的方法构筑了大面积高度有序的三维银纳米环阵列。二维金属纳米环阵列的光学性能往往会受到基底很大的影响,而三维金属纳米环阵列的构筑通常是基于离子束刻蚀,成本高且效率低。我们借助胶体刻蚀硅柱时对聚合物微球模板的二次刻蚀与硅柱顶端外沿形成的空隙,结合金属沉积得到了浅金环-硅柱阵列的结构,从而衍生得到三维硅纳米环阵列,最后通过简单沉积银即可得到三维银纳米环阵列。其具体结构参数可以通过改变刻蚀条件得以调节。考虑到其光学及传感性能,我们对三维银纳米环阵列的结构参数进行了逐步优化,确定了最佳三维银纳米环阵列的特征结构参数,其结构灵敏度为1105.8 nm/RIU,较同类型结构相比十分突出,且可成功应用于生物免疫分析。这一成果填补了通过简单胶体刻蚀方法构筑三维银纳米环阵列的空缺,巧妙利用硅柱顶端金环为模板刻蚀得到三维硅纳米环,从而实现了二维环向三维环的转化,开拓了一个全新的三维金属纳米粒子的构筑途径,改善了仅能基于聚焦离子束刻蚀构筑三维金属环的现状。第三章中我们结合聚合物胶体刻蚀与金属沉积的方法构筑了大面积深银纳米井阵列结构来实现等离子体传感。与以往大多数报道不同,我们着眼于深银纳米井(高达400 nm)提供的高水平灵敏度。利用金纳米孔阵列作为模板,硅基底可以被刻蚀为深硅纳米井,进而作为下一步银沉积的模板得到银井结构。我们发现深硅纳米井可以反复多次使用,且以其作为模板可以实现三维金属孔的构筑。为了优化其光学性质及传感性能,我们调节了各种结构参数。经过数轮筛选最终确定了最佳深银纳米井阵列结构参数,其相应的结构灵敏度为933 nm/RIU。最终通过抗原-抗体识别免疫分析我们概念验证了结构在无需标记实时生物传感领域的应用前景。聚合物胶体刻蚀得到浅孔并刻深成深硅纳米井作为模板的方法成功实现了二维金属孔阵列向三维深金属孔阵列的过渡,且正如所期,结构的灵敏度较同类型浅金属孔阵列要大得多,这为后面的三维金属表界面用于等离子体传感提供了一个新的方向。第四章中我们利用聚合物的粘弹特性,通过结合拉伸压印和聚合物胶体刻蚀的方法提出了一个构筑深椭银纳米井阵列的全新方法。与圆纳米孔阵列相比,椭金属纳米孔阵列具有较高的透过和较强的灵敏度。然而构筑大面积长径比高度可调的椭金属纳米孔阵列仍然是一个亟待解决的挑战。我们通过胶体刻蚀得到了大面积高度有序的硅纳米柱阵列作为模板来翻制大面积聚二甲基硅氧烷(PDMS)纳米孔阵列,借此所构筑的深椭银纳米井阵列的长径比可以从1.7到5.0高度可调。通过对极化方向和包括纳米井深度、长径比、孔尺寸在内的结构参数的不断优化,深银纳米井阵列的传感性能最终得以提高到1414.1 nm/RIU,并被验证了作为生物免疫分析平台的可能性。弹性体拉伸压印的方法实现了椭孔长径比的大范围可调,且作为模板的深椭硅纳米井阵列可以反复多次循环使用。我们提出的这种拉伸压印与胶体刻蚀结合的构筑方法拓宽了各向异性金属纳米结构表面的制备途径。同时椭金属孔较高的灵敏度也赋予了其极为有利的应用前途。
Abstract
jin shu deng li zi ti na mi jie gou ping jie ji biao mian deng li zi ti chu se de jiang guang ju yu yu jin shu -jie dian cai liao jie mian de neng li shou dao le yan jiu gong zuo zhe men de an fan guan zhu ,zai chuan gan qi 、xian shi qi jian 、guang dian qi jian deng ling yu dou ju bei zhao ke guan de ying yong qian li 。you yu jin shu na mi jie gou biao mian de zeng jiang dian chang dui yu jie zhi huan jing de she she lv shi fen min gan ,suo yi ke yi jiang ji ying yong yu she she lv chuan gan zhong 。cai liao 、xing zhuang jiong yi de jin shu na mi jie gou biao mian zhu ding ji suo fa hui chu de chuan gan xing neng de tian cha de bie ,tong guo ge li 、you mu de xing de jie gou she ji ke yi di gao jie gou de zui zhong xing neng 。gui jin shu ju you fan ying duo xing 、gao biao mian gong zhen jiang du 、yi yu jin hang biao mian xiu shi ju sheng wu xiang rong deng you dian ,shi ying yong yu deng li zi ti chuan gan de jue jia hou shua cai liao 。er zai jie gou she ji shang yi wang de bao dao zhong zhi chu san wei deng li zi ti jin shu jie gou wang wang jiao er wei jie gou ju you geng you yue de chuan gan xing neng ,suo yi wo men jiang cong san wei jin shu na mi jie gou biao mian chu fa jin hang ge li she ji 。mu qian da duo shu guan yu jin shu na mi jie gou biao mian gou zhu de wen suo dou shi ji yu ju jiao li zi shu ke shi he dian zi shu ke shi zhe liang chong fang fa ,yin wei you ci de dao de jie gou jing xi ke kong ju ling huo xing jiao gao ,dan tong shi ye cun zai zhao she bei yao qiu gao 、chan chu xiao lv di 、san wei jie gou cheng xing nan deng zhu duo bi bing 。wei ci ru he tong guo gao xiao di hao de gou zhu fang fa de dao mu biao jie gou jiu xian de zhi guan chong yao le 。jiao ti ke shi yi jiao ti jing ti de zi zu zhuang you xu jie gou wei mo ban ,jie ge hou xu mo ban chu li ji tu xing zhuai yi ke yi she ji de dao da mian ji you xu ju xing zhuang can shu gao du ke diao de er wei ji san wei jin shu na mi jie gou 。ben wen zhong wo men jie ge ju ge wu jiao ti ke shi ji shu ,ling huo yun yong mo ban ,shi xian le san wei yin na mi huan 、shen yin jing ji shen tuo yin jing zhen lie de zhi bei bing yong yu guang xue chuan gan 、sheng wu mian yi fen xi dang zhong 。di er zhang zhong wo men ji yu duo bu ju ge wu jiao ti ke shi jie ge jin shu chen ji de fang fa gou zhu le da mian ji gao du you xu de san wei yin na mi huan zhen lie 。er wei jin shu na mi huan zhen lie de guang xue xing neng wang wang hui shou dao ji de hen da de ying xiang ,er san wei jin shu na mi huan zhen lie de gou zhu tong chang shi ji yu li zi shu ke shi ,cheng ben gao ju xiao lv di 。wo men jie zhu jiao ti ke shi gui zhu shi dui ju ge wu wei qiu mo ban de er ci ke shi yu gui zhu ding duan wai yan xing cheng de kong xi ,jie ge jin shu chen ji de dao le jian jin huan -gui zhu zhen lie de jie gou ,cong er yan sheng de dao san wei gui na mi huan zhen lie ,zui hou tong guo jian chan chen ji yin ji ke de dao san wei yin na mi huan zhen lie 。ji ju ti jie gou can shu ke yi tong guo gai bian ke shi tiao jian de yi diao jie 。kao lv dao ji guang xue ji chuan gan xing neng ,wo men dui san wei yin na mi huan zhen lie de jie gou can shu jin hang le zhu bu you hua ,que ding le zui jia san wei yin na mi huan zhen lie de te zheng jie gou can shu ,ji jie gou ling min du wei 1105.8 nm/RIU,jiao tong lei xing jie gou xiang bi shi fen tu chu ,ju ke cheng gong ying yong yu sheng wu mian yi fen xi 。zhe yi cheng guo tian bu le tong guo jian chan jiao ti ke shi fang fa gou zhu san wei yin na mi huan zhen lie de kong que ,qiao miao li yong gui zhu ding duan jin huan wei mo ban ke shi de dao san wei gui na mi huan ,cong er shi xian le er wei huan xiang san wei huan de zhuai hua ,kai ta le yi ge quan xin de san wei jin shu na mi li zi de gou zhu tu jing ,gai shan le jin neng ji yu ju jiao li zi shu ke shi gou zhu san wei jin shu huan de xian zhuang 。di san zhang zhong wo men jie ge ju ge wu jiao ti ke shi yu jin shu chen ji de fang fa gou zhu le da mian ji shen yin na mi jing zhen lie jie gou lai shi xian deng li zi ti chuan gan 。yu yi wang da duo shu bao dao bu tong ,wo men zhao yan yu shen yin na mi jing (gao da 400 nm)di gong de gao shui ping ling min du 。li yong jin na mi kong zhen lie zuo wei mo ban ,gui ji de ke yi bei ke shi wei shen gui na mi jing ,jin er zuo wei xia yi bu yin chen ji de mo ban de dao yin jing jie gou 。wo men fa xian shen gui na mi jing ke yi fan fu duo ci shi yong ,ju yi ji zuo wei mo ban ke yi shi xian san wei jin shu kong de gou zhu 。wei le you hua ji guang xue xing zhi ji chuan gan xing neng ,wo men diao jie le ge chong jie gou can shu 。jing guo shu lun shai shua zui zhong que ding le zui jia shen yin na mi jing zhen lie jie gou can shu ,ji xiang ying de jie gou ling min du wei 933 nm/RIU。zui zhong tong guo kang yuan -kang ti shi bie mian yi fen xi wo men gai nian yan zheng le jie gou zai mo xu biao ji shi shi sheng wu chuan gan ling yu de ying yong qian jing 。ju ge wu jiao ti ke shi de dao jian kong bing ke shen cheng shen gui na mi jing zuo wei mo 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,jie ci suo gou zhu de shen tuo yin na mi jing zhen lie de chang jing bi ke yi cong 1.7dao 5.0gao du ke diao 。tong guo dui ji hua fang xiang he bao gua na mi jing shen du 、chang jing bi 、kong che cun zai nei de jie gou can shu de bu duan you hua ,shen yin na mi jing zhen lie de chuan gan xing neng zui zhong de yi di gao dao 1414.1 nm/RIU,bing bei yan zheng le zuo wei sheng wu mian yi fen xi ping tai de ke neng xing 。dan xing ti la shen ya yin de fang fa shi xian le tuo kong chang jing bi de da fan wei ke diao ,ju zuo wei mo ban de shen tuo gui na mi jing zhen lie ke yi fan fu duo ci xun huan shi yong 。wo men di chu de zhe chong la shen ya yin yu jiao ti ke shi jie ge de gou zhu fang fa ta kuan le ge xiang yi xing jin shu na mi jie gou biao mian de zhi bei tu jing 。tong shi tuo jin shu kong jiao gao de ling min du ye fu yu le ji ji wei you li de ying yong qian tu 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自吉林大学的刘雪瑶，发表于刊物吉林大学2019-06-25论文，是一篇关于聚合物胶体刻蚀论文,有序微纳结构论文,纳米井阵列论文,纳米环阵列论文,椭形纳米井阵列论文,光学传感论文,吉林大学2019-06-25论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自吉林大学2019-06-25论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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