【摘 要】
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金属纳米颗粒在光辐照下具有局域表面等离激元共振效应,基于该效应,金属纳米颗粒可用于表面增强拉曼、表面增强荧光和等离激元-激子强耦合现象等研究领域。其中,金属纳米颗粒的表面等离激元与量子发射体之间的强耦合已经成为量子光学领域的研究热点。本文选用以三角棱形为主的单金属和中空双金属纳米颗粒与TDBC分子作为研究体系,通过形貌、光谱的实验表征以及时域有限差分法的理论模拟对等离激元-分子激子的耦合现象进行了
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金属纳米颗粒在光辐照下具有局域表面等离激元共振效应,基于该效应,金属纳米颗粒可用于表面增强拉曼、表面增强荧光和等离激元-激子强耦合现象等研究领域。其中,金属纳米颗粒的表面等离激元与量子发射体之间的强耦合已经成为量子光学领域的研究热点。本文选用以三角棱形为主的单金属和中空双金属纳米颗粒与TDBC分子作为研究体系,通过形貌、光谱的实验表征以及时域有限差分法的理论模拟对等离激元-分子激子的耦合现象进行了深入的讨论,实现了金属纳米颗粒对染料分子光学性质的有效调控。本文研究内容分为以下几个方面:1、采用种子生长法制备了银纳米颗粒,通过电置换反应将单金属颗粒转变为中空金银双金属纳米颗粒,并利用配体交换反应在颗粒表面包裹TDBC分子薄膜。2、电镜表征及吸收光谱的结果表明,控制种子溶液的加入量、超声时间和离心次数等条件,能够有效调控金属纳米颗粒的尺寸以及局域表面等离激元的共振峰位与目标分子匹配;进而可以利用配体交换反应在金属纳米颗粒表面包裹TDBC分子薄膜,实现表面等离激元-分子激子的强耦合。3、研究了TDBC分子与金属纳米颗粒产生的强耦合现象。当金属纳米颗粒等离激元与TDBC分子J聚体峰匹配时,由于强耦合机制,可以观察到明显的Rabi分裂。并且,颗粒-分子耦合体系的光致发光强度随温度的升高而降低,验证了高温下等离激元-激子耦合作用的减弱。实验结果与时域有限差分法的仿真结果基本一致。
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