Высокоупорядоченные двумерные ансамбли наночастиц металлов: управление структурой и плазмонно-резонансные свойства

• Автор: Терехин, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 131 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Список сокращений

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Введение

1.2. Методы формирования двумерных упорядоченных ансамблей 8 НЧ

1.3. Формирование высокоупорядоченных ансамблей наночастиц металлов с использованием мицелл дифильных диблоксоиолиме

1.3.1. Мицеллярные растворы и пленки диблоксополимеров

1.3.2. Формирование упорядоченных ансамблей НЧ на твердых подложках

1.4. Зависимость ЛППР от 1еомегрии ансамблей НЧ

1.5. Практические применения двумерных упорядоченных ансамблей НЧ металлов

Глава 2. Методическая часть
2.1. Реактивы и материалы
2.2. Конструирование упорядоченных планарных ансамблей нано частиц
2.3. Методы исследования
Глава 3. Результаты и их обсуждение
3.1. Исследование поведения диблоксополимеров в растворе
3.2. Мицеллярные пленки
3.2.1. Влияние введение прекурсора металла в растворы ДБС на структуру их мицеллярных пленок
3.2.2. Методы управления характеристическими размерами моно мицеллярных пленок ДБС
3.3. Формирование ансамбля наночастиц металла
3.3.1. Восстановление прекурсора металла и удаление полимера. Анализ химического состояния поверхности образцов
3.3.2. Химические способы восстановления прекурсора в мицеллах ДБС
3.3.3. Методы управления плотностью упаковки и размером НЧ в их двумерном ансамбле
3.4. Доращивание укрупнение НЧ в их двумерном ансамбле
3.4.1. Одностадийный метод доращивания
3.4.2. Интервальный метод доращивания
3.4.3. Влияние размера НЧ упорядоченного ансамбля на его плазмоннорезонансные свойства
3.4.4. Формирование серебряной оболочки на НЧ золота
3.5. Конструирование ансамбля НЧ на поверхности полимер ных подложек
3.5.1. Зависимость геометрии ансамбля от характера и степени де формации подложки
3.5.2. Зависимость положения ЛППР от расстояния между НЧ
3.5.3. Конструирование двумерных композитов полимерметалл
3.6. Зольгель синтез ансамблей НЧ кремнезема с использова 1 нием мицелл ДБС
Общие выводы
Благодарности
Список литературы


Альтернативным подходом является использование эффекта самоорганизации 6, 7. К сожалению, он мало применим для формирования упорядоченных ансамблей большой площади более 1 мкм2. Т.е. НЧ с заданными характеристическими размерами и высокой степенью однородности методически не решена. Основное внимание в данном обзоре уделяется рассмотрению современных методов конструирования высокоупорядоченных двумерных ансамблей НЧ различных металлов. Также приведены результаты работ, посвященных влиянию геометрии двумерных ансамблей на их плазмоннорезонансные свойства. Отметим, что таких исследований на сегодняшний день крайне мало. В заключительной части обзора приведены основные направления практического применения таких структур. НЧ и расстоянием между ними. В зависимости от характера взаимодействия между НЧ применяют разные методы конструирования их упорядоченных двумерных ансамблей. Наиболее простым является испарение капли дисперсии НЧ с поверхности подложки 8, 9. Движущей силой организации НЧ при этом выступают капиллярные эффекты. В общем случае геометрические параметры получаемых структур зависят от угла наклона подложки, скорости испарения дисперсионной среды, концентрации дисперсии . Этим методом формируют планарные ансамбли плотноупакованных НЧ оксидов , сульфидов , благородных металлов , полимеров . На наноуровне степень упорядоченности осажденных НЧ сильно зависит от их размера, поскольку более крупные частицы, как правило, менее полидисперсны и, следовательно, легче образуют упорядоченные структуры. Метод испарения капли, однако, не всегда дает воспроизводимые результаты и не позволяет конструировать упорядоченные массивы большой
площади более 1 мкм . Кроме того, с его помощью расстояние между НЧ можно варьировать лишь в узком диапазоне значений от 0. Альтернативой этому методу может быть метод ЛенгмюраБлоджетт ЛБ. Метод ЛБ позволяет использовать НЧ размером от нескольких до десятков и даже сотен нанометров. При высоком давлении монослоя частиц, как правило, наблюдается их гексагональная упаковка. Однако, как правило, в целом ансамбли имеют доменную структуру. При этом степень упорядоченности доменов зависит, в основном, от типа стабилизатора НЧ . Отметим, что при переносе ансамбля НЧ с поверхности жидкой субфазы на твердую подложку качество их упаковки ухудшается, что обусловлено слабым взаимодействием между НЧ и подложкой. Показано , что усилить эго взаимодействие можно, модифицируя НЧ молекулами поверхностноактивных веществ ПАВ. НЧ можно варьировать в диапазоне от 1 до нм. Отмерим, что и метод испарения капли, и метод ЛБ наиболее удобны для создания планарных ансамблей плотноупакованных НЧ, однако, не позволяют конструировать аналогичные структуры с относительно большим расстоянием между НЧ. Одно из направлений развития методов конструирования упорядоченных ансамблей НЧ заключается в использовании их связывания полиэлектролитами , белками и органическими молекулами , . Это позволяет задавать расстояние между НЧ в более широком диапазоне значений. Особенно интересно в этом контексте применение молекул ДНК, т. НЧ от до 0 нм и периодичность их расположения за счет выбора ДНК соответствующей длины и с необходимой нуклеотидной последовательностью . Также перспективно использование ДНК в качестве темплата с упорядоченно расположенными центрами связывания НЧ. Как правило, схема этого метода заключается в следующем. На поверхности подложки формируют решетку из молекул двух комплементарных ДНК назовем их А и В. При этом к цепям обеих ДНК через равные интервалы привиты короткие цепи ДНК С. Темплат помещают в дисперсию НЧ, модифицированных ДНК Э, комплементарной ДНК С. Основным фактором, ограничивающим применение данного метода для создания 2Эмассивов НЧ, является именно необходимость синтеза набора молекул ДНК необходимой длины с заданными последовательностями нуклеотидов, что представляет собой сложную и трудоемкую задачу. В настоящее время широкое применение получили методы, основанные на различных видах литографии и использовании шаблонов.