銀膠體奈米粒子二維超晶格之電漿光學特性

Study on Plasmonic Properties of Two-Dimensional Silver Colloidal Nanoparticle Arrays

邱云姿(Yun-Tzu Chiu)

指導教授 ： 果尚志

國立清華大學/理學院/物理學系/碩士(2010年)

摘要

金屬奈米粒子（10-100 nm）在光照射下，粒子會吸收及散射特定波段光，我們稱之為表面電漿能帶（surface plasmon band）；其能帶會隨著奈米粒子的幾何形狀、大小、環境介電常數的影響而有所改變。金屬奈米粒子在受光激發下，會使得表面自由電子與原子核分離而發生極化場，當兩顆金屬粒子相當靠近使得近場增強型電場區域互相重疊時，將會出現電漿子耦合（plasmon coupling）現象，此耦合現象會導致電漿能帶有紅移的結果，且紅移的程度隨著粒子距離愈近而呈指數提高。 本論文主要是將銀奈米粒子視為人造原子堆疊成奈米粒子超晶格並控制其週期常數使其具有可調變之表面電漿光學特性。另外，再控制其整體排列以製作具有高價值之表面電漿光學元件。我們成功地利用粒子及粒子與溶液間的毛細力將具硫醇包覆的銀奈米粒子排列成緊密堆積（close packed）的銀奈米粒子超晶格。並利用不同鏈長的硫醇分子（C12-C18）控制此超晶格的周期常數。其中，銀奈米粒子與粒子間的間距可被精確地調控從 1.5 nm 至 3 nm，此 1.5 nm 的改變造成了表面電漿共振從 512 nm 至 533 nm （21 nm的偏移量），此結果驗證了近場光的耦合。

關鍵字

銀奈米粒子 ； 超晶格 ； 二維陣列 ； 電漿光學 ； 表面電漿

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Ag collidal nanoparticles ； silver collidal nanoparticles ； 2-D array ； plasmonic

參考文獻

26. 林孟賢, 自組裝單分子膜上金膠體粒子之靜電吸附動力學研究, 國立清華大學物理所碩士論文( 2006 )

1. H.Raether, Surface Plasmons on Smooth and Rough Surface and on Gratings ( Springer, Berlin, 1998 )

3. R. W. Wood , Philos. Mag. 4, 396 (1902).

7. A. Liebsch, Phys. Rev. B: Condens Matter, 48, 11317( 1993 )

9. D. D. Evanoff Jr. and G. Chumanov, Chem. Phys. Chem., 6, 1221( 2005 )