首都师范大学物理系, 北京市纳米光电子学重点实验室, 北京 100048
金属纳米结构中传导电子的集体振荡所产生的表面等离子体不仅可以使电磁场在时间和空间上重新分布, 还可以使被激发的载流子重新分布。 采用机械剥离法制备了石墨烯材料, 借助拉曼光谱扫描技术(Mapping)研究了石墨的层数在二维区域内的分布情况。 研究了2-萘硫醇(2-NT)作为探针分子在石墨烯衬底上的SERS增强特性。 结果表明2-NT分子的拉曼信号在石墨烯表面得到增强, 且石墨烯的SERS增强效果随着层数的越少而增强。 基于石墨烯催化基底, 借助表面增强拉曼光谱(SERS)技术具有指纹谱的优势, 实时监测以对硝基苯硫酚(4NBT)作为探针分子在局域表面等离子体的驱动下发生光催化反应生成4,4’-二巯基偶氮苯(DMAB)。 随后, 原位引入硼氢化钠在相同的实验条件下, 可以将生成物DMAB在等离子体的驱动下再一次发生逆向化学反应生成对氨基硫酚分子(PATP)。 在石墨烯催化基底表面上组装一层分布均匀的探针分子4NBT, 用一束一定波长的聚焦激光进行照射使其发生光催化反应生成新的分子DMAB。 通过这种手段就可以在微纳尺度上绘制出特定有DMAB分子分布的图形或者字母、 汉字信息, 实现微纳尺度的图形绘制和信息加密。 随后, 可以借助Mapping, 以DMAB分子的特征峰强度进行二维成像就可以实现所绘制图形的显现和信息解密。 此外, 可以在加密基底上引入硼氢化钠同时在表面等离子体和激发光的作用下发生逆向光催化反应, 从而实现微纳尺度图形和加密信息的擦除。
石墨烯 光催化 拉曼光谱 对氨基硫酚 4,4'-二巯基偶氮苯 Graphene Photocatalysis Raman spectrum PATP DMAB 光谱学与光谱分析
2022, 42(4): 1058
石墨烯是一种具有独特的二维平面结构和导电性能好、比表面积大、耐高温等优异性能的新型纳米材料,在物理化学领域应用广泛。本文介绍了利用化学气相沉积法制备单层石墨烯,并以石墨烯和硅作为催化表面,通过表面增强拉曼散射技术研究了对硝基苯硫酚(4NBT)分子的表面催化反应。结果表明,单层石墨烯具有良好的光催化性能。
石墨烯 化学气相沉积 光催化 graphene chemical vapor deposition photocatalysis
1 北京航空航天大学 惯性技术重点实验室 新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室，北京 100191
2 北京市高速磁悬浮电机技术及应用工程技术研究中心，北京 100191
3 北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院，北京 100192
工业领域的磁悬浮分子泵用位移传感器除了要具有良好的静态特性外，还应具有高动态响应特性，同时其体积大小还影响着磁悬浮分子泵的抽速、真空度和压缩比。针对高真空磁悬浮分子泵，提出了一种基于Hartley原理的电涡流位移传感器设计方法，将传感器对称探头接入同一振荡电路作为工作电感。对传感器的动态特性进行了分析，并提出了对其动态响应特性在不影响灵敏度和线性度等静态性能的情况下进行补偿的方法。实验结果表明，在-0.4~0.4 mm内，传感器的线性度为±1.17%，灵敏度为9.901 mV/μm，分辨率为0.25%，动态响应带宽达到了10.2 kHz，两径向四路位移信号测量集成电路板体积仅为π×42 cm2，大大减小了传感器体积，满足了磁悬浮分子泵面向更高抽速和更高真空度的发展需求。
磁悬浮分子泵 电涡流位移传感器 体积 动态特性 maglev molecular pump Eddy Current Displacement Senor(ECDS) Hartley Hartley volume dynamic characteristic
1 昆明理工大学材料科学与工程学院, 云南 昆明 650093
2 昆明理工大学分析测试研究中心, 云南 昆明 650093
3 首都师范大学北京市纳米光电子学重点实验室, 北京 100048
采用固相法分别在1 150, 1 250, 1 350, 1 450 ℃下制备了Ca(1-x)Al2Si2O8∶Eux(x=0, 0.01, 0.05, 0.15)系列微晶材料。 通过X射线衍射仪(XRD)、 拉曼光谱仪(Raman)、 光致发光光谱仪(PL)和X射线荧光光谱仪(XRF)研究了CaAl2Si2O8表面结构与荧光强度之间的相互关系。 XRD和Raman结果表明: 在制备CaAl2Si2O8材料的过程中, 随着温度不断升高, 原材料逐渐结晶形成结构较为完整的CaAl2Si2O8相; 并且从拉曼光谱可以清晰看出, 当Eu掺杂量相同时, 随着烧结温度的升高, Si—O非晶相逐渐减少, 硅氧四面体逐步形成, 其振动峰位置逐渐向低波数移动, 但当温度过高时硅氧四面体破坏形成宽化的的非晶峰; Eu的掺杂阻碍了Al取代Si位置的过程, 因此在1 620波数处振动峰先增强后减弱。 这种材料表面结构的变化与Eu的掺杂密切相关, 影响着材料表面Eu原子数量分布。 PL和XRF结果表明: 相同Eu掺杂量时, 温度越高越有利于Eu原子扩散到样品表面, 从而使样品的荧光强度更强。 因此样品的荧光强度和样品单位表面积Eu原子数量存在正比关系。
拉曼光谱 硅(铝)氧四面体 X荧光光谱 荧光强度 CaAl2Si2O8 CaAl2Si2O8 Raman spectroscopy Silicon (aluminum) oxygen tetrahedron X-ray fluorescence spectroscopy Fluorescence intensity
1 中国科学院半导体研究所, 半导体材料科学重点实验室, 北京 100083
2 中国科学院理化技术研究所, 光化学转换与功能材料重点实验室, 北京 100080
采用电化学沉积法分别在不同孔径的阳极氧化铝(AAO)模板上沉积一系列直径不同,排列规则的银纳米阵列。以对氨基苯甲酸(PABA)和三聚氰胺两种分子分别作为探针分子, 研究了银纳米阵列的直径大小对其表面增强拉曼散射(SERS)效果的影响。结果表明, 在波长为514.5 nm的激光激发下, 探针分子的SERS信号强度随银纳米阵列直径的改变而明显变化, 并在银纳米阵列直径约为53 nm时, SERS强度达到最大。利用电磁增强机制对此实验结果进行了分析和解释。
银纳米阵列 表面增强拉曼散射(SERS) 阳极氧化铝模板(AAO) silver nanoarrays surface enhanced Raman scattering (SERS) anodic aluminum oxide (AAO)
