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电场辅助溶解法实现玻璃表面金纳米粒子的形貌控制

邹志宇 刘晓芳 曾敏 杨白 于荣海 姜鹤 唐瑞鹤 吴章奔

电场辅助溶解法实现玻璃表面金纳米粒子的形貌控制

邹志宇, 刘晓芳, 曾敏, 杨白, 于荣海, 姜鹤, 唐瑞鹤, 吴章奔
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  • 贵金属纳米粒子由于其非常独特的光学特性和表面活性, 在光子学、 催化和生物标识等方面都有非常重要的应用. 采用离子溅射和后续热处理相结合的方法在玻璃表面形成了尺寸大约为6080 nm的单分散的球形金纳米粒子. 在适当的温度条件下, 采用步进式增加的强直流电场, 实现了金纳米粒子的电场辅助溶解过程. 在玻璃表面的不同颜色区域, 初始球形的金纳米粒子溶解成月蚀状形貌. 结合不同颜色区域内金纳米粒子的表面等离子体共振吸收性质和扫描电镜照片, 研究了实验条件对金纳米粒子性质的影响. 结合电场辅助溶解实验过程中的电流-电压特性, 分析了金纳米粒子在强直流电场辅助下溶解的物理过程: 金粒子中动出的电子向阳极的隧穿过程作为开始, 随后是金阳离子向玻璃基体中的传输过程和阴极提供的电子与带有正电荷的金粒子相结合的过程. 详细讨论了电场辅助溶解法实现金纳米粒子形貌控制的物理机制.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2010CB934602)、国家自然科学基金(批准号: 51171007, 51102006)和中央高校基本科研业务费专项资金 (批准号: YWF12LKGY004)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-06-29
  • 修回日期:  2012-05-28
  • 刊出日期:  2012-05-20

电场辅助溶解法实现玻璃表面金纳米粒子的形貌控制

  • 1. 北京航空航天大学材料科学与工程学院, 北京 100191;
  • 2. 清华大学材料科学与工程系, 北京 100084
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号: 2010CB934602)、国家自然科学基金(批准号: 51171007, 51102006)和中央高校基本科研业务费专项资金 (批准号: YWF12LKGY004)资助的课题.

摘要: 贵金属纳米粒子由于其非常独特的光学特性和表面活性, 在光子学、 催化和生物标识等方面都有非常重要的应用. 采用离子溅射和后续热处理相结合的方法在玻璃表面形成了尺寸大约为6080 nm的单分散的球形金纳米粒子. 在适当的温度条件下, 采用步进式增加的强直流电场, 实现了金纳米粒子的电场辅助溶解过程. 在玻璃表面的不同颜色区域, 初始球形的金纳米粒子溶解成月蚀状形貌. 结合不同颜色区域内金纳米粒子的表面等离子体共振吸收性质和扫描电镜照片, 研究了实验条件对金纳米粒子性质的影响. 结合电场辅助溶解实验过程中的电流-电压特性, 分析了金纳米粒子在强直流电场辅助下溶解的物理过程: 金粒子中动出的电子向阳极的隧穿过程作为开始, 随后是金阳离子向玻璃基体中的传输过程和阴极提供的电子与带有正电荷的金粒子相结合的过程. 详细讨论了电场辅助溶解法实现金纳米粒子形貌控制的物理机制.

English Abstract

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