最新刊期
      2015年第36卷第12期

        材料合成及性能

      • 温度对ALn(MoO4)2:Er3+荧光粉发光性质的影响

        王轶卓, 张艳秋, 林成新, 陈宝玖
        2015, 36(12): 1355-1362. DOI: 10.3788/fgxb20153612.1355
        摘要：采用高温固相法合成了ALn(MoO4)2:3%Er3+(A=Na,K; Ln=La,Y)荧光粉,采用XRD对荧光粉的晶体结构进行了表征。荧光光谱分析表明荧光粉可被380 nm可见光及274 nm近紫外光有效激发而产生下转换发射。在380 nm激发下,Er3+离子4S3/2和2H11/2能级发射存在温度猝灭现象。探讨了基质成分对荧光温度猝灭特征温度T0的影响,发现基质成分对特征温度有较大影响,KLa(MoO4)2:3%Er3+的温度稳定性最好。利用荧光强度比(FIR)方法研究了Er3+离子的温度传感特性,研究了基质成分对温度传感的绝对灵敏度的影响,发现NaY(MoO4)2:3%Er3+的温度传感绝对灵敏度最高。

          
        关键词：ALn(MoO4)2:Er3+;荧光温度猝灭;温度传感;荧光强度比   
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        更新时间：2020-08-12

      • 不同密度银纳米粒子对氧化锌基发光二极管发光的增强

        乔倩, 单崇新, 刘娟意, 陶丽芳, 王瑞, 张存喜, 李炳辉, 申德振
        2015, 36(12): 1363-1369. DOI: 10.3788/fgxb20153612.1363
        摘要：采用分子束外延法制备不同密度的银纳米粒子(Ag NPs)修饰的局域表面等离子体共振增强n-ZnO/i-ZnO/MgO/p-GaN 异质结发光二极管(LEDs),并对其电学及光学性质进行表征。结果显示:LEDs中引入适当浓度的Ag NPs有利于Ag NPs局域表面等离子体激元与ZnO激子相耦合,可以显著提高器件的电致发光性能;随着Ag NPs浓度的增加,LEDs发光增强倍数先增大后减小,分析认为这是Ag NPs局域表面等离子体共振耦合增强过程和Ag NPs的消光过程两者之间相互博弈而导致的结果。

          
        关键词：局域表面等离子体共振;发光二极管;银纳米粒子;电致发光   
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        更新时间：2020-08-12

      • 石墨烯对ZnO微米棒光学特性的影响

        吴春霞, 苏龙兴, 何自娟, 宋刑, 孙青峰
        2015, 36(12): 1370-1374. DOI: 10.3788/fgxb20153612.1370
        摘要：采用化学气相沉积(CVD)方法制备了具有良好结晶质量和(002)择优取向的ZnO微米棒。在此基础上,选取单根ZnO微米棒,将其部分搁置于单层石墨烯表面。光致发光(PL)谱结果表明,石墨烯不仅增强了ZnO微米棒的紫外发光强度,同时也对光场在ZnO微米棒中的分布有很大的限域作用。分析认为这是由于石墨烯的表面等离子效应引起了ZnO微米棒与石墨烯之间的光-物质相互作用导致的。在拉曼(Raman)光谱中,石墨烯对ZnO微米棒的E2(L)声子振动模和E2(H)声子振动模的强度具有明显的减弱效应,这进一步证明二者之间存在光子的传输和电荷的转移,从而导致其晶格振动受到抑制。

          
        关键词：ZnO微米棒;单层石墨烯;光致发光;拉曼   
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        更新时间：2020-08-12

      • 等同双原子Jaynes-Cummings模型的量子特性及系统光谱

        张丹凤, 吕树臣
        2015, 36(12): 1375-1382. DOI: 10.3788/fgxb20153612.1375
        摘要：在全量子理论的背景下提出两个二能级原子分别与一单模腔场相互作用的系统模型,利用量子主方程和数值模拟计算等方法,研究该体系中腔场平均光子数、Mandel's Q因子及二阶量子相关度在非稳态时的变化规律。此外,对体系中原子及腔场中光谱结构进行了分析。结果表明:减小腔场耗散系数,增大原子间耦合系数,体系量子特性愈加明显。体系光谱呈现出Mollow 三重峰结构,且原子辐射谱强度远大于腔场辐射谱强度。当原子跃迁频率与腔场跃迁频率为近共振时,Mollow峰值为三峰中最大值。此外,增大原子与腔场间耦合系数,可增大原子光谱的中峰强度;而增大腔场光谱的中峰强度,则需减小原子与腔场间耦合系数。

          
        关键词：量子主方程;双耦合二能级系统;亚泊松分布;反群聚效应;自发辐射光谱   
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        更新时间：2020-08-12
      • 袁雪霞, 王超, 王玉平, 胡清, 任先艳
        2015, 36(12): 1383-1389. DOI: 10.3788/fgxb20153612.1383
        摘要：以同时提供钆源和碳源的钆喷酸单葡甲胺为前驱体,利用微波作为加热手段实现分子水平上的搅拌,达到低温、短时间内制得均匀的小粒度Gd3+掺杂碳量子点(Gd3+/CQDs-MH)的目的。当前驱体在250 ℃下微波水热反应45 min时,获得的Gd3+/CQDs-MH表现出较高的量子产率和极强的磁共振性能,避免了传统加热方式对碳量子点的发光能力和弛豫性能极难同时提高的矛盾。该条件下合成出尺寸约1.0 nm的碳量子点,其荧光量子产率为11.0%,Gd3+的掺杂质量分数达16.9%,纵向弛豫性能高达4 545.3 mmol-1·L·s-1 ([Gd3+]=0.01 mmol·L-1)。并且,该碳量子点对HeLa细胞无明显毒性,有望用作高弛豫性能和高发光性能的磁共振-荧光双模态探针。

          
        关键词：碳量子点;钆离子;磁共振;荧光;分子影像探针   
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        更新时间：2020-08-12
      • 谢轩, 吴飞, 李齐清, 薛彬, 孔祥贵
        2015, 36(12): 1390-1395. DOI: 10.3788/fgxb20153612.1390
        摘要：采用油酸盐法分别制备出均匀的上转换发光裸核纳米粒子及其包覆具有不同Yb3+浓度掺杂的NaYF4:Yb3+,Er3+核壳纳米结构的上转换纳米粒子。在不同温度下(90~450 K),研究分析了在壳中掺杂不同浓度Yb3+的NaYF4:Yb3+,Er3+@NaYF4:x%Yb3+核壳纳米体系的上转换发光特性。结果表明:在NaYF4:Yb3+,Er3+上转换体系中,惰性壳中的525 nm(2H11/2 →4I15/2)发射峰呈现出与活性壳中不一样的趋势。壳层中掺杂的Yb3+通过声子对纳米粒子内部发光与表面及外界之间的相互作用起到了重要的"桥"连作用。

          
        关键词：上转换;温度依赖;能级布居;稀土   
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        更新时间：2020-08-12

      • 磷光铱配合物的纯度对其电致发光性能的影响

        常桥稳, 刘志伟, 王登科, 姜婧, 晏彩先, 李杰, 陈家林, 刘伟平
        2015, 36(12): 1396-1401. DOI: 10.3788/fgxb20153612.1396
        摘要：采用不同的真空热梯度升华条件,获得了不同纯度的乙酰丙酮酸二(2-苯基吡啶)铱Ir(ppy)2(acac)。以不同纯度Ir(ppy)2(acac)为客体材料,制备了结构为ITO:MoO3/CBP/CBP:Ir(ppy)2(acac)/TPBi/LiF:Al的有机发光二极管(OLEDs),其中CBP和TPBi分别是4,4'-二(9-咔唑)联苯和1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯。评价了不同纯度磷光铱配合物制备的器件的电致发光性能,探索了磷光铱配合物纯度对器件性能的影响。结果表明:Ir(ppy)2(acac)升华后可以提高器件的稳定性,纯度高的材料可以在较低的掺杂浓度下获得较高的发光效率。

          
        关键词：磷光铱配合物;纯度;电致发光性能;OLED;影响   
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        更新时间：2020-08-12
      • 罗洋, 江建青, 侯得健, 游维雄, 叶信宇
        2015, 36(12): 1402-1408. DOI: 10.3788/fgxb20153612.1402
        摘要：采用简便的共沉淀法制备了不同Mn4+ 掺杂摩尔分数的Na2TiF6:Mn4+ 红色荧光粉。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、红外光谱仪、荧光光谱仪对荧光粉的结构、形貌、傅立叶红外光谱、激发和发射光谱及荧光寿命曲线进行了表征。结果表明,Mn4+的掺杂没有改变Na2TiF6的晶格结构,样品具有六方结构。Mn4+最佳掺杂摩尔分数为4.77%,量子效率为74%。在460 nm激发下,最强窄带发射峰位于628 nm处(2Eg-4A2),色坐标为(0.681,0.317)。2Eg能级的荧光寿命曲线遵循双指数衰减,其荧光寿命值为3.148 ms。

          
        关键词：Na2TiF6:Mn4+;红色荧光粉;白光LEDs;共沉淀法   
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        更新时间：2020-08-12

      • 羧酸型聚芴/二氧化钛杂化材料的制备及其荧光猝灭行为

        徐延明, 杨凯祥, 李坚, 任强, 汪称意, 盛刚
        2015, 36(12): 1409-1415. DOI: 10.3788/fgxb20153612.1409
        摘要：通过Suzuki偶合反应合成了聚[9,9-二辛基芴-9,9-双(丙酸基)芴](PF8COOH),并采用溶胶-凝胶法制备了羧酸型聚芴/二氧化钛(TiO2)杂化材料。通过核磁共振氢谱(1H NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、X射线衍射(XRD)和荧光发射光谱对聚合物及其杂化材料进行了表征,并研究了杂化材料的荧光猝灭行为。结果表明,所合成的PF8COOH数均分子量为19 600,PF8COOH的紫外-可见吸收和荧光发射光谱较聚(9,9-二辛基芴)(PF8)均发生红移。通过溶胶-凝胶法制得了PF8COOH/TiO2杂化材料,其中TiO2主要为金红石型。杂化材料出现明显的荧光猝灭现象,TiO2含量越大则杂化材料的荧光猝灭现象越明显。羧基的引入可使聚芴与TiO2之间的相互作用增强,电子更容易从聚芴向TiO2转移,因而PF8COOH/TiO2杂化材料的荧光猝灭现象比PF8/TiO2杂化材料更明显。

          
        关键词：羧酸型聚芴;二氧化钛;杂化材料;荧光猝灭;电子转移   
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        更新时间：2020-08-12

      • Ba2SiO4:Ce3+,Mn2+荧光粉的制备与光谱性质

        孙晓园, 张丽宏, 于立军, 骆永石, 吴春雷, 贺小光, 张家骅
        2015, 36(12): 1416-1421. DOI: 10.3788/fgxb20153612.1416
        摘要：用高温固相反应法合成了Ba2SiO4:xCe3+,yMn2+(x=0~0.2, y=0~0.15)荧光粉,研究了荧光粉的晶体结构和发光性质。在紫外光激发下,Ba2SiO4:xCe3+的发射光谱为位于384 nm附近的宽带。Ba2SiO4:Mn2+样品的发射光谱位于376 nm的宽带较强,红光发射极弱。在Ce3+和Mn2+共掺的Ba2SiO4:xCe3+,yMn2+样品中,位于606 nm附近的红光发射较强,来源于Mn2+的4T1(4G)-6A1(6S)跃迁。这说明Ce3+离子将部分能量传递给了Mn2+离子,有效地敏化了Mn2+离子的发光。当Ce3+的摩尔分数为0.2、Mn2+的摩尔分数为0.075时,Ba2SiO4:xCe3+,yMn2+荧光粉位于606 nm的Mn2+的发射峰最强。

          
        关键词：荧光粉;光致发光;能量传递   
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        更新时间：2020-08-12

        器件制备及器件物理

      • 钙铝镁合金阴极对WOLED器件性能的影响

        王璐薇, 张方辉
        2015, 36(12): 1422-1426. DOI: 10.3788/fgxb20153612.1422
        摘要：采用Ca/Al/Mg合金作为器件的阴极,基于红绿/蓝双发光层制作了6种白色磷光OLED器件,器件结构为ITO/MoO3 (30 nm)/NPB (40 nm)/mCP:Firpic (8%,40 nm)/CBP:R-4B (2%):Ir(ppy)3 (14%,5 nm)/TPBi (10 nm)/Alq3(40 nm)/Ca:Al:Mg (x%,100 nm) (x=0,5,10,15,20,25)。通过改变Mg的掺杂比例,研究了不同比例的Ca/Al/Mg合金阴极对器件性能的影响。结果表明:Mg质量分数为15%的Ca/Al/Mg阴极具有良好的电子注入特性,有效改善了器件的发光特性,最大发光亮度可达1 504 cd/m2,效率达到最大值14.3 cd/A,色坐标接近(0.46, 0.42)。

          
        关键词：钙铝镁合金;阴极;电子注入   
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        更新时间：2020-08-12

      • 粉末靶制备的AZO/Ag/AZO透明导电薄膜的光电性能

        刘思宁, 周艳文, 吴川, 吴法宇
        2015, 36(12): 1427-1433. DOI: 10.3788/fgxb20153612.1427
        摘要：室温下,采用射频磁控溅射AZO粉末靶和Ag靶在玻璃基底上制备Ag层厚度分别为12 nm和15 nm两组对称结构掺铝氧化锌/银/掺铝氧化锌(AZO/Ag/AZO)透明导电薄膜,研究了Ag层和AZO层厚度对薄膜光电性能的影响。结果表明:3层薄膜的可见光区平均透光率达到了80%,550 nm处的最高透过率达到了88%,方块电阻小于5 Ω/□。Ag层厚度是影响AZO/Ag/AZO薄膜光电性能的主要因素,AZO层的厚度对薄膜光学性能影响较大。

          
        关键词：多层透明导电薄膜;金属基透明导电薄膜;粉末靶;射频磁控溅射   
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        更新时间：2020-08-12

      • 2μm GaSb基低垂直发散角布拉格反射波导激光器优化设计

        戎佳敏, 邢恩博, 赵帅, 汪丽杰, 王立军, 佟存柱
        2015, 36(12): 1434-1439. DOI: 10.3788/fgxb20153612.1434
        摘要：为实现2 μm低发散角激光,提出在GaSb基半导体激光器中引入布拉格反射波导,利用光子带隙效应替代传统的全反射进行光场限制。研究了分布反馈反射镜(DBR)的厚度、对数、高低折射率DBR厚度比以及中心腔厚度等参数对激光器垂直远场发散角和光限制因子的影响。结果表明:垂直远场发散角随单对DBR厚度的增加而减小;光限制因子与远场发散角都随拉格反射镜对数的增加而减小,随高低折射率DBR厚度比的减小而增大;随着中心层厚度的增大,光限制因子减小而远场发散角增大。最终在理论上优化设计出了一种双边布拉格反射波导结构的超低垂直发散角2 μm GaSb基边发射半导体激光器,其垂直远场发散角可降低到10°以下。

          
        关键词：中红外半导体激光器;GaSb;布拉格反射波导;低垂直发散角   
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        更新时间：2020-08-12

      • 介质阻挡放电中栅栏发光斑图等离子体参量研究

        张浩, 董丽芳, 高星, 王浩
        2015, 36(12): 1440-1444. DOI: 10.3788/fgxb20153612.1440
        摘要：采用高速录像机和光谱仪,研究了在双水电极介质阻挡放电装置中首次得到的由长短交替的棒状放电结构组成的栅栏斑图。通过观察20 μs曝光录像照片发现栅栏斑图由体放电和沿面放电组成。采用发射光谱法,利用N2第二正带系(C3Πu→B3Πg)的发射谱线和Ar Ⅰ(2P2→1S5)谱线的展宽,分别测量和比较了不同体放电和沿面放电不同位置处的分子振动温度和电子密度。结果发现:斑图中具有较强沿面放电的体放电比具有较弱沿面放电的体放电拥有较高的分子振动温度和电子密度;在沿面放电的方向上,沿面放电的分子振动温度和电子密度均逐渐降低。理论分析证明,壁电荷在狭缝内的非等量分布是影响栅栏斑图形成的主要因素。

          
        关键词：介质阻挡放电;栅栏发光斑图;分子振动温度;电子密度   
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        更新时间：2020-08-12

      • α-四噻吩薄膜的生长及性能研究

        都昊, 邹凤君, 李一平, 闫闯, 谢强, 宋贵才, 孙丽晶, 王丽娟
        2015, 36(12): 1445-1451. DOI: 10.3788/fgxb20153612.1445
        摘要：利用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)研究了在氧化硅衬底上生长的α-四噻吩(α-4T)薄膜的表面形貌及分子取向。在低温下,获得了大尺寸、高有序的α-4T薄膜,为横向生长模式。衬底温度35 ℃以上转为纵向生长模式。晶体结构分析发现,α-4T薄膜属于单斜晶系,分子c-轴垂直基板排列。强的衍射峰和高有序的衍射峰意味着α-4T薄膜具有高的有序性和结晶性。电性能研究发现,提高衬底温度有利于提高薄膜的迁移率,衬底温度为35 ℃时器件迁移率为3.53×10-2 cm2·V-1·s-1。但衬底温度进一步增加,迁移率反而下降,与原子力分析结果一致。低温退火可以降低器件的亚阈值陡度,从13.27 V·dec-1降低到3.83 V·dec-1,使器件的界面缺陷降低,电性能提高。

          
        关键词：α-四噻吩;薄膜生长;分子取向;电性能   
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        更新时间：2020-08-12

      • 磁控反应溅射AlN缓冲层对GaN基LED器件性能的影响

        农明涛, 苗振林, 梁智勇, 周佐华, 蔡炳杰, 卢国军, 林传强, 张宇
        2015, 36(12): 1452-1457. DOI: 10.3788/fgxb20153612.1452
        摘要：以直流磁控反应溅射法(RMS)在图形化蓝宝石衬底上制备的AlN薄膜作为缓冲层,采用金属有机化学气相沉积法(MOCVD)外延生长了GaN基LED。与MOCVD生长的低温GaN缓冲层相比,RMS制备的AlN缓冲层具有表面更平整、颗粒更小的形核岛,有利于促进GaN外延的横向生长,减少了形核岛合并时的界面数量和高度差异,降低了缺陷和位错产生的几率。研究结果表明,溅射AlN缓冲层取代传统低温GaN缓冲层后,外延生长的GaN材料具有更高的晶体质量,LED器件在亮度、漏电和抗静电能力等光电特性上均有明显提升。

          
        关键词：直流磁控反应溅射;氮化铝缓冲层;氮化镓基发光二极管;金属有机化学气相沉积   
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        更新时间：2020-08-12

        发光学应用及交叉前沿

      • 硝基羟乙唑与溶菌酶反应机制的荧光光谱研究

        刘保生, 韩荣, 李志云, 李彤彤, 李改霞
        2015, 36(12): 1458-1463. DOI: 10.3788/fgxb20153612.1458
        摘要：分别在298,310,318 K温度下,利用荧光光谱法研究了pH=7.40生理条件下硝基羟乙唑(TRI)与溶菌酶(LYSO)的相互作用机理。结果表明,TRI与LYSO间通过静态猝灭方式相互作用。测定了LYSO与TRI反应的结合常数、结合位点数。利用反应过程的热力学参数,确定了LYSO-TRI体系的作用力类型;由Hill系数得出了LYSO或TRI的协同性;根据非辐射能量转移理论,确定了TRI到LYSO的结合距离,同时采用同步光谱法考察了TRI对LYSO构象的影响。

          
        关键词：荧光光谱法;同步光谱法;溶菌酶;硝基羟乙唑;反应机理   
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        更新时间：2020-08-12

      • 基于表面增强拉曼光谱的鸭肉中螺旋霉素残留检测

        洪茜, 刘木华, 袁海超, 彭义杰, 李耀, 赵进辉
        2015, 36(12): 1464-1468. DOI: 10.3788/fgxb20153612.1464
        摘要：利用表面增强拉曼光谱(SERS)法结合自适应迭代重加权惩罚最小二乘法(air-PLS)快速检测鸭肉中的螺旋霉素残留。首先采用OTR202作为SERS活性基底,确定了螺旋霉素的1 622 cm-1峰可以作为其在鸭肉提取液中残留检测的拉曼特征峰;然后,通过单因素分析法确定了实验的最佳条件,并在该条件下建立了螺旋霉素浓度范围介于4.0~50.0 mg/L之间的鸭肉提取液加标样本的标准曲线,并获得了良好的线性关系且线性回归方程为y=26.681x+1233.5,决定系数R2=0.980 2,最低检测限为4 mg/L,预测样本的平均回收率为73.38%~105.25%。研究表明,采用SERS技术可以实现鸭肉中螺旋霉素残留的快速检测。

          
        关键词：螺旋霉素;SERS;air-PLS;鸭肉   
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        更新时间：2020-08-12

      • BN&Al2O3/环氧树脂复合材料粘接层对LED灯结温的影响

        吕亚南, 李巧梅, 牟其伍, 文翰颖, 朱玲, 寿梦杰
        2015, 36(12): 1469-1476. DOI: 10.3788/fgxb20153612.1469
        摘要：自制BN/EP(环氧树脂)复合材料和Al2O3/EP复合材料作为LED灯PCB板和散热铝块之间的粘接层材料,采用精密钻孔的方法用高精度测温仪测量LED灯正常工作时的温度分布,讨论粘接层对结温的影响,并与COMSOL Multiphysics软件模拟结果进行对比分析。实验测量LED结温与模拟结温变化趋势基本一致,结温会随着粘接层厚度的增加而上升、随着粘接层复合材料热导率的增加先快速降低而后趋于平缓。最终得到PCB板和散热铝块间最佳粘接层厚度和粘接层复合材料配比,当BN的质量分数为60%时,BN/EP复合材料粘接层的热导率最高,此时LED结温为75.2 ℃,比纯环氧树脂粘接层LED的结温降低了27.6 ℃。而Al2O3/EP复合材料粘接层LED的最低结温为78.2 ℃,此时Al2O3的质量分数为50%。

          
        关键词：粘接层;结温;热导率;环氧树脂复合材料;温度分布   
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        更新时间：2020-08-12

      • 2-噻吩甲酸在Fe3O4@Ag基底上的吸附及表面增强拉曼光谱

        刘江美, 刘文涵, 滕渊洁, 袁荣辉
        2015, 36(12): 1477-1484. DOI: 10.3788/fgxb20153612.1477
        摘要：采用共沉淀法合成Fe3O4纳米颗粒,再以柠檬酸三钠还原AgNO3获得了具有SERS活性的Fe3O4@Ag磁性纳米复合材料。基于密度泛函理论(DFT)的量子化学计算方法和表面增强拉曼光谱(SERS)技术,从理论计算和实验测定表征探讨了2-噻吩甲酸(2-TCA)在Fe3O4@Ag表面的吸附行为和增强效应。结果表明:理论计算得到的拉曼光谱与实际测得的常规拉曼光谱基本一致,而在DFT理论计算中所键连的Ag原子数越多,与实测值就越接近。溶液的浓度和pH对拉曼增强效果有很大的影响,当溶液的pH=3且浓度为1×10-4 mol·L-1时有最大拉曼增强效应。峰强随2-TCA浓度的增加呈现先增大后减小的趋势,浓度过大会导致大量2-TCA分子吸附聚集在Ag表面形成局部"拥堵",阻碍了激发光尤其是光谱信号的散射通过,从而减弱了拉曼增强效应。pH的变化使溶液中2-TCA分子形态发生改变,结构形态不同,其在Ag表面的吸附方式也不同。中性C4H3SCOOH分子以环上S:形式垂直吸附键合在Ag表面,形成S—Ag配位键而产生SERS光谱。-1价C4H3SCOO-离子以S—Ag配位和O—Ag共价"双键合"侧卧方式共同吸附在Ag表面而产生SERS光谱。在Ag表面,以单独S—Ag配位键吸附或键合的能力比S—Ag配位和O—Ag共价共同吸附方式要弱,但其产生的SERS信号更强,故2-TCA中性分子比2-TCA-离子更有利于SERS的产生。随着pH值的增加,溶液中的2-TCA由中性分子逐渐转化为-1价的C4H3SCOO-离子,因而在pH>3以后,拉曼增强效应逐步减弱。

          
        关键词：2-噻吩甲酸;表面增强拉曼光谱;Fe3O4@Ag;DFT;化学吸附   
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        更新时间：2020-08-12
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