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《南昌航空大学》 2017年
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Au及ZnO纳米颗粒水分散液散射特性研究

武浩鹏  
【摘要】:纳米材料因其特殊的体积效应、尺寸效应、表面效应和隧道效应而具有独特的物理吸附能力、化学反应能力和光催化性能,从而在生物医药和化工领域有着广阔的应用前景。随着纳米技术的最新发展,对半导体和金属纳米粒子系统的研究也迎来了新的机遇。其中,悬浮于水中的不同形状和尺寸的金及氧化锌纳米粒子由于其较高的稳定性,优异的光学性能以及制备简单而用于基础研究。本文从实验和理论两方面,分别对不同尺寸、浓度以及形状的金及氧化锌纳米颗粒水分散液的散射特性,尤其是后向受激散射以及布里渊散射特性进行了研究和分析。为了对金及氧化锌纳米颗粒水分散液的散射特性进行更全面的研究,本文围绕透射吸收特性、散射强度的角度分布以及受激散射特性三个方面,设计了不同的实验方案和理论计算方法。为了获得不同样品的透射吸收特性,本文通过分光光度计测量了不同样品的透射吸收光谱,并基于透射光谱计算了氧化锌纳米球水分散液的散射消光系数和散射截面。通过对透射吸收光谱进行分析,本文发现,金纳米棒样品在530nm和950nm附近各存在一个吸收带,金纳米球样品在530nm附近存在一个吸收带,而氧化锌纳米球样品则在370nm附近存在一强吸收带。为了获得不同样品散射强度的角度分布,本文设计实验方案对不同样品进行了实验测量,对散射强度的角度分布随其尺寸及入射光波长等因素的变化关系进行了研究,并通过米散射理论模型进行了数值计算,从而分析其物理机制。此外,为了研究不同样品的后向受激散射效应,本文使用532nm激光作为泵浦光,分别对尺寸为13nm x 90nm的金纳米棒、直径为10nm的金纳米球和50nm的氧化锌纳米球水分散液的后向受激散射进行实验观察,详细分析了金纳米颗粒样品溶液中观察到的受激布里渊散射效应和氧化锌纳米颗粒样品溶液中观察到的受激米散射效应,对后向受激散射的阈值、能量、频移和线宽等参数进行了计算分析,并研究了后向受激散射不同参数随样品溶液的浓度、尺寸等参数的变化关系,对不同样品的后向散射特性进行了对比分析。此外,本文还从流体介质中的声波方程出发,介绍了流体介质中声速、折射率以及密度间的关系,进而推导了受激布里渊散射频移随散射介质密度的变化趋势,并将实验结果与之进行了比较验证,其趋势与实验结果相符。
【学位授予单位】:南昌航空大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB383.1;O436.2

【参考文献】
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1 武浩鹏;Au及ZnO纳米颗粒水分散液散射特性研究[D];南昌航空大学;2017年
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