表面修饰基团对金纳米颗粒非线性光学效应的影响研究

郑立思; 冯苗; 詹红兵

doi:10.7498/aps.61.054212

摘要

采用两相法分别制备一级硫醇修饰和二级十六烷基三甲基溴化铵(CTAB) 修饰的金纳米颗粒,通过透射电子显微镜和紫外-可见吸收光谱表征了其结构和线性光学性质. 采用开孔Z扫描技术,研究表面修饰对金纳米颗粒在532 nm波长激光作用下的非线性光学效应及光限幅性能的影响行为.结果表明,二级CTAB的修饰增强了颗粒在激光照射下的局域场作用, 并提高了热电子对非线性光学效应的贡献程度,从而有效地提高了金纳米颗粒的光限幅性能.

关键词:

金纳米颗粒 /
表面修饰 /
Z扫描

Abstract

Two kinds of gold nanoparticles with different surface-capping groups (Au-DT and Au-DT-CTAB), 1-dodecanthiol and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) are prepared by a two-phase method. Structures and linear optical properties of the materials are characterized using transmission electron microscopy and ultraviolet--visible absorption spectroscopy. The effects of surface modification on nonlinear optical (NLO) performance and optical limiting behavior of gold nanoparticles are investigated using the openZ-scan technique at a laser wavelength of 532 nm. The results show that Au-DT-CTAB shows an enhanced NLO effect in comparison with Au-DT. The secondary modification with CTAB can not only improve local field enhancement effect but also make the contribution of thermoelectrons to NLO performance of gold nanoparticles on laser irradiation.

Keywords:

作者及机构信息

1.
福州大学材料科学与工程学院, 福州 350108

基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51172045/E0207)和高校博士点基金(批准号: 20113514120006)资助的课题.

Authors and contacts

1.
College of Materials Science and Engineering, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 51172045/E0207) and the Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (Grant No. 20113514120006).

参考文献

[1]	Zhan C L, Li D H, Zhang D Q, Xu W, Nie Y X, Zhu D B 2004Opt. Mater. 26 11
[2]	Wang P, Lu Y H, Tang L, Zhang J Y, Ming H, Xie J P, Ho F H,Chang H H, Lin H Y, Tsai D P 2004 Opt. Commun. 229 425
[3]	Shen H, Cheng B L, Lu G W, Guan D Y, Chen Z H, Yang G Z2006 J. Phys. D Appl. Phys. 39 233
[4]	Wang K, Long H, Fu M, Zhang L C, Yang G, Lu P X 2011 ActaPhys. Sin. 60 034209 (in Chinese) [王凯, 龙华, 付明, 张莉超, 杨光, 陆培祥 2011 60 034209]
[5]	Qu S L, Zhao C J, Jiang XW, Fang G Y, Gao Y C, Zeng H D, SongY L, Qiu J R, Zhu C S, Hirao K 2003 Chem. Phys. Lett. 368 352
[6]	Wang K, Yang G, Long H, Li Y H, Dai N L, Lu P X 2008 ActaPhys. Sin. 57 3862 (in Chinese) [[王凯,杨光, 龙华, 李玉华, 戴能利, 陆培祥 2008 57 3862]
[7]	Wang J, Blau W J 2009 Opt. A Pure Appl. Opt. 11 024001
[8]	WuWZ, Zheng Z R, Jin Q H, Yan Y X, LiuWL, Zhang J P, YangY Q, Su W H 2008 Acta Phys. Sin. 57 1177 (in Chinese) [吴文智, 郑植仁, 金钦汉, 闫玉禧, 刘伟龙,张建平, 杨延强, 苏文辉 2008 57 1177]
[9]	Su W Y, Fu X Z, Wei K M 2001 Acta Phys. -Chim. Sin. 17 28 (inChinese) [苏文悦, 付贤智,魏可镁 2001 物理化学学报 17 28]
[10]	Fan H Y, Yang K, Boye D M, Sigmon T, Malloy K J, Xu H F,L?opez G P, Brinker C J 2004 Science 304 567
[11]	West R, Wang Y, Goodson T 2003 J. Phys. Chem. B 107 3419
[12]	Sun W F, Dai Q, Worden J G, Huo Q 2005 J. Phys. Chem. B 10920854
[13]	Gao L Z, Zhang X T, Dai S X, Li Y C, Huang Y B, Du Z L, Li TJ 2006 Acta Phys. -Chim. Sin. 20 647 (in Chinese) [高丽珍, 张兴堂, 戴树玺, 李蕴才, 黄亚彬, 杜祖亮, 李铁津 2006物理化学学报 20 647 ]
[14]	Brust M, Walker M, Bethell D, Schiffrin D J, Whyman R 1994 J.Chem. Soc. Chem. Commun. 7 801
[15]	Fan H Y, Wright A, Gabaldon J, Rodriguez A, Brinker C J, JiangY B 2006 Adv. Funct. Mater. 16 891
[16]	Sheik-Bahae M, Said A A, Wei T H, Hagan D J, van Stryland EW 1990 IEEE J. Quantum Electron 26 760
[17]	Qu S L, Gao Y C, Jiang XW, Zeng H D, Song Y L, Qiu H R, ZhuC S, Hirao K 2003 Opt. Commun. 224 321
[18]	Qu S L, Zhao C J, Gao Y C, Song Y L, Liu S T, Qiu J R, Zhu C S2005 Acta Phys. Sin. 54 139 (in Chinese) [曲士良, 赵崇军, 高亚臣, 宋瑛林, 刘树田, 邱建荣, 朱从善2005 54 139]

施引文献

[1]	Zhan C L, Li D H, Zhang D Q, Xu W, Nie Y X, Zhu D B 2004Opt. Mater. 26 11
[2]	Wang P, Lu Y H, Tang L, Zhang J Y, Ming H, Xie J P, Ho F H,Chang H H, Lin H Y, Tsai D P 2004 Opt. Commun. 229 425
[3]	Shen H, Cheng B L, Lu G W, Guan D Y, Chen Z H, Yang G Z2006 J. Phys. D Appl. Phys. 39 233
[4]	Wang K, Long H, Fu M, Zhang L C, Yang G, Lu P X 2011 ActaPhys. Sin. 60 034209 (in Chinese) [王凯, 龙华, 付明, 张莉超, 杨光, 陆培祥 2011 60 034209]
[5]	Qu S L, Zhao C J, Jiang XW, Fang G Y, Gao Y C, Zeng H D, SongY L, Qiu J R, Zhu C S, Hirao K 2003 Chem. Phys. Lett. 368 352
[6]	Wang K, Yang G, Long H, Li Y H, Dai N L, Lu P X 2008 ActaPhys. Sin. 57 3862 (in Chinese) [[王凯,杨光, 龙华, 李玉华, 戴能利, 陆培祥 2008 57 3862]
[7]	Wang J, Blau W J 2009 Opt. A Pure Appl. Opt. 11 024001
[8]	WuWZ, Zheng Z R, Jin Q H, Yan Y X, LiuWL, Zhang J P, YangY Q, Su W H 2008 Acta Phys. Sin. 57 1177 (in Chinese) [吴文智, 郑植仁, 金钦汉, 闫玉禧, 刘伟龙,张建平, 杨延强, 苏文辉 2008 57 1177]
[9]	Su W Y, Fu X Z, Wei K M 2001 Acta Phys. -Chim. Sin. 17 28 (inChinese) [苏文悦, 付贤智,魏可镁 2001 物理化学学报 17 28]
[10]	Fan H Y, Yang K, Boye D M, Sigmon T, Malloy K J, Xu H F,L?opez G P, Brinker C J 2004 Science 304 567
[11]	West R, Wang Y, Goodson T 2003 J. Phys. Chem. B 107 3419
[12]	Sun W F, Dai Q, Worden J G, Huo Q 2005 J. Phys. Chem. B 10920854
[13]	Gao L Z, Zhang X T, Dai S X, Li Y C, Huang Y B, Du Z L, Li TJ 2006 Acta Phys. -Chim. Sin. 20 647 (in Chinese) [高丽珍, 张兴堂, 戴树玺, 李蕴才, 黄亚彬, 杜祖亮, 李铁津 2006物理化学学报 20 647 ]
[14]	Brust M, Walker M, Bethell D, Schiffrin D J, Whyman R 1994 J.Chem. Soc. Chem. Commun. 7 801
[15]	Fan H Y, Wright A, Gabaldon J, Rodriguez A, Brinker C J, JiangY B 2006 Adv. Funct. Mater. 16 891
[16]	Sheik-Bahae M, Said A A, Wei T H, Hagan D J, van Stryland EW 1990 IEEE J. Quantum Electron 26 760
[17]	Qu S L, Gao Y C, Jiang XW, Zeng H D, Song Y L, Qiu H R, ZhuC S, Hirao K 2003 Opt. Commun. 224 321
[18]	Qu S L, Zhao C J, Gao Y C, Song Y L, Liu S T, Qiu J R, Zhu C S2005 Acta Phys. Sin. 54 139 (in Chinese) [曲士良, 赵崇军, 高亚臣, 宋瑛林, 刘树田, 邱建荣, 朱从善2005 54 139]

[1]	沈艳丽, 史冰融, 吕浩, 张帅一, 王霞. 基于石墨烯的Au纳米颗粒增强染料随机激光. , 2022, 71(3): 034206. doi: 10.7498/aps.71.20211613
[2]	张雨佳, 卢敏健, 李岩, 尉昊赟. 配体修饰的金纳米颗粒的二次谐波散射多极子分析. , 2022, 71(17): 170301. doi: 10.7498/aps.71.20220669
[3]	许青林, 项婷, 徐伟, 李婷, 吴小龑, 李巍, 邱学军, 陈平. 金纳米粒子修饰氧化铟锡阳极的高效率红光钙钛矿发光二极管. , 2021, 70(20): 207803. doi: 10.7498/aps.70.20210500
[4]	樊钦华, 祖延清, 李璐, 代锦飞, 吴朝新. 发光铅卤钙钛矿纳米晶稳定性的研究进展. , 2020, 69(11): 118501. doi: 10.7498/aps.69.20191767
[5]	刘峰斌, 陈文彬, 崔岩, 屈敏, 曹雷刚, 杨越. 活性质吸附氢修饰金刚石表面的第一性原理研究. , 2016, 65(23): 236802. doi: 10.7498/aps.65.236802
[6]	袁俊辉, 谢晴兴, 余念念, 王嘉赋. 单层SbAs和BiSb的表面修饰调控. , 2016, 65(21): 217101. doi: 10.7498/aps.65.217101
[7]	苏丹, 窦秀明, 丁琨, 王海艳, 倪海桥, 牛智川, 孙宝权. 金纳米颗粒光散射提高InAs单量子点荧光提取效率. , 2015, 64(23): 235201. doi: 10.7498/aps.64.235201
[8]	王丽师, 徐建萍, 石少波, 张晓松, 任志瑞, 葛林, 李岚. ZnS修饰对ZnO纳米棒：P3HT复合薄膜I-V性质的影响. , 2013, 62(19): 196103. doi: 10.7498/aps.62.196103
[9]	石巍巍, 李雯, 仪明东, 解令海, 韦玮, 黄维. 基于栅绝缘层表面修饰的有机场效应晶体管迁移率的研究进展. , 2012, 61(22): 228502. doi: 10.7498/aps.61.228502
[10]	李鹤, 李学东, 李娟, 吴春亚, 孟志国, 熊绍珍, 张丽珠. 表面修饰改善溶液法金属诱导晶化薄膜稳定性与均匀性研究. , 2008, 57(4): 2476-2480. doi: 10.7498/aps.57.2476
[11]	王凯, 杨光, 龙华, 李玉华, 戴能利, 陆培祥. 金纳米颗粒的有序制备及其光学特性. , 2008, 57(6): 3862-3867. doi: 10.7498/aps.57.3862
[12]	李俊, 张凯旺, 孟利军, 刘文亮, 钟建新. 碳纳米管表面金纳米颗粒的形成与结构转变. , 2008, 57(1): 382-386. doi: 10.7498/aps.57.382
[13]	黄金华, 张琨, 潘楠, 高志伟, 王晓平. 表面修饰ZnO纳米线紫外光响应的增强效应. , 2008, 57(12): 7855-7859. doi: 10.7498/aps.57.7855
[14]	李智, 张家森, 杨景, 龚旗煌. 飞秒时间分辨近场光学系统实现及其应用. , 2007, 56(6): 3630-3635. doi: 10.7498/aps.56.3630
[15]	陈树琪, 刘智波, 臧维平, 田建国, 周文远, 张春平. 大非线性相移下光学非线性Z扫描特性的研究. , 2006, 55(3): 1211-1217. doi: 10.7498/aps.55.1211
[16]	张鹏, 牛燕雄, 何琛娟, 禹烨. 可溶性碳纳米管Z扫描实验研究. , 2006, 55(6): 2730-2734. doi: 10.7498/aps.55.2730
[17]	杨新江, 臧维平, 田建国, 刘智波, 周文远, 张春平, 张光寅. 近top-hat光束Z扫描理论分析. , 2005, 54(6): 2735-2738. doi: 10.7498/aps.54.2735
[18]	梁检初, 王晓生, 罗锻斌, 佘卫龙, 吴水珠, 曾　钫, 唐　天, 姚胜兰. 掺杂偶氮苯聚合物光致异构Z扫描测量及其理论解释. , 2004, 53(10): 3596-3600. doi: 10.7498/aps.53.3596
[19]	臧维平, 田建国, 刘智波, 周文远, 梅灿, 宋峰, 张春平. 串级结构Z扫描特性的分析. , 2004, 53(6): 1820-1825. doi: 10.7498/aps.53.1820
[20]	曾惠丹, 曲士良, 姜雄伟, 邱建荣, 朱从善, 干福熹. 飞秒激光作用下金掺杂硅酸盐玻璃的光致晶化研究. , 2003, 52(10): 2525-2529. doi: 10.7498/aps.52.2525

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