奈米金棒和金球之超快放光行為研究

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林其良(Chi-Liang Lin)

指導教授 ： 鄭博元

國立清華大學/理學院/化學系/碩士(2008年)

摘要

本論文主旨在以OKG超快時間解析螢光光譜技術研究奈米金棒和金球之超快放光行為。而主要部份分為兩大類，分別為樣品製作部分和超快放光行為討論。關於樣品製作的部分，我們利用植晶法的方式合成奈米金棒，使用界面活性劑CTAB形成長柱型微包的特殊性質，將晶粒單一方向成長而合成出奈米金棒，而金球的製備是利用過量超快脈衝雷射照射金棒，過量雷射會光熱誘發金棒產生形狀改變，熔化後的金棒形狀將趨近於最穩定形狀（球形），因而合成出奈米金球。
在超快放光行為方面，我們以520 nm的飛秒雷射脈衝將金奈米粒子電子激發至激發態，接者利用另一道800 nm的閘門飛秒雷射入射克爾介質（Kerr medium），用此設計出一超快光學快門，利用移動平台來控制閘門脈衝抵達克爾介質的時間，有效地去決定訊號通過閘門開關的時間，而得到不同延遲時間軸下的超快放光訊號，亦即得到瞬時螢光光譜（transient fluorescence）。用此技術測量奈米金棒和金球的超快放光訊號，而其瞬時放光光譜（transient）呈現雙指數衰減，我們以TTM動力學模型去解釋瞬時放光光譜，由此方式金棒得到τ1 = 0.3 ps、τ2 = 2.30 ps；金球得到τ1 = 0.3 ps、τ2 = 2.23 ps，認為此兩個時間衰減數值分別為較短時間的電子和電子偶合（electron-electron coupling）衰減常數τee和較長時間的電子和聲子偶合（electron-phonon coupling）衰減常數τep，表示激發態電子由此兩種鬆弛途徑回到基底態。我們改變粒子的形狀去討論形狀與放光行為的關係，由金球和金棒的瞬時放光光譜得到τep值相似，所以我們認為電子和聲子偶合屬於局部反應，所以不會受到粒子形狀改變而有所影響。

關鍵字

奈米金棒 ； 金球 ； 超快放光行為

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