金纳米球吸收光谱特性研究_尺寸对纳米粒子吸收光谱的影响
金纳米颗粒的尺寸与紫外吸收峰的关系
金纳米颗粒的尺寸与紫外吸收峰的关系金纳米颗粒是近年来在纳米材料领域备受关注的一种材料，其具有独特的物理、化学性质和广泛的应用前景。
其中，金纳米颗粒的尺寸对其紫外吸收峰的位置和强度有着重要影响。
本文将就金纳米颗粒的尺寸与紫外吸收峰的关系展开讨论。
一、金纳米颗粒的尺寸对其紫外吸收峰的位置的影响金纳米颗粒的尺寸对其表面等离子体共振吸收的波长有显著影响。
当金纳米颗粒的尺寸较小，处于纳米尺度时，其表面等离子体共振吸收峰位于紫外光区域。
随着金纳米颗粒尺寸的增大，表面等离子体共振吸收峰逐渐向可见光区域移动。
因此，金纳米颗粒的尺寸越大，其紫外吸收峰的位置就越靠近可见光区域。
二、金纳米颗粒的尺寸对其紫外吸收峰的强度的影响金纳米颗粒的尺寸对其表面等离子体共振吸收峰的强度也有重要影响。
当金纳米颗粒的尺寸较小时，其表面积相对较大，使得表面等离子体共振吸收峰的强度较强。
随着金纳米颗粒尺寸的增大，其表面积相对减小，从而使表面等离子体共振吸收峰的强度逐渐减弱。
因此，金纳米颗粒的尺寸越小，其紫外吸收峰的强度就越强。
三、金纳米颗粒尺寸与紫外吸收峰的关系的应用基于金纳米颗粒尺寸与紫外吸收峰的关系，人们可以通过调控金纳米颗粒的尺寸来实现对其紫外吸收峰的调节。
这一特性使得金纳米颗粒在生物医学、光电子学、催化剂等领域具有广泛的应用。
例如，在生物医学领域，通过调节金纳米颗粒的尺寸，可以实现对其在纳米材料与生物分子相互作用过程中的光学性质的调控，从而用于生物成像、光热治疗等方面。
此外，在光电子学领域，金纳米颗粒也可以作为表面等离子体共振传感器的基础材料，通过调控其尺寸实现对传感器的灵敏度和选择性的调节。
金纳米颗粒的尺寸与紫外吸收峰的关系是一个重要的研究课题，其尺寸对其紫外吸收峰的位置和强度有着显著影响。
人们通过调节金纳米颗粒的尺寸，可以实现对其紫外吸收峰的调节，从而在生物医学、光电子学、催化剂等领域实现广泛的应用。
金纳米颗粒的尺寸与紫外吸收峰的关系的研究将为纳米材料的合成与应用提供重要的理论指导和实验依据。
金纳米颗粒的尺寸与紫外吸收峰的关系
金纳米颗粒的尺寸与紫外吸收峰的关系金纳米颗粒是一种具有许多应用潜力的纳米材料。
它们具有小尺寸、高比表面积和特殊的光学性质，因此被广泛应用于光学、电子学、催化剂等领域。
其中，金纳米颗粒的尺寸与其紫外吸收峰之间存在一定的关系。
金纳米颗粒的尺寸通常通过直径来表示，常用的单位有纳米（nm）。
尺寸较小的金纳米颗粒通常具有更高的比表面积，这意味着它们能够吸收更多的光线。
当金纳米颗粒吸收光线时，会发生表面等离子共振现象，即金纳米颗粒表面的电子在光的作用下产生共振振荡。
这种共振振荡会导致金纳米颗粒对特定波长的光有较强的吸收能力，形成紫外吸收峰。
根据研究发现，金纳米颗粒的尺寸与其紫外吸收峰之间存在一定的关系。
一般而言，金纳米颗粒的尺寸越小，其紫外吸收峰就会越靠近短波长的紫外光区域。
这是因为尺寸较小的金纳米颗粒具有更高的能级间距，能够吸收更高能量的光，因此其紫外吸收峰在紫外光区域出现。
相反，尺寸较大的金纳米颗粒具有较低的能级间距，主要吸收可见光，因此其紫外吸收峰在可见光区域出现。
具体来说，当金纳米颗粒的直径在1-10纳米范围内时，其紫外吸收峰通常在250-400纳米之间。
随着金纳米颗粒直径的增加，紫外吸收峰会逐渐向可见光区域移动。
当金纳米颗粒的直径超过10纳米时，其紫外吸收峰可能出现在400-550纳米之间，即可见光区域。
需要注意的是，金纳米颗粒的尺寸与紫外吸收峰之间的关系并非绝对。
除了尺寸，金纳米颗粒的形状、表面修饰和环境等因素也会对其光学性质产生影响。
此外，金纳米颗粒的光学性质还受到局域表面等离子共振和远场耦合等现象的影响。
因此，在研究金纳米颗粒的光学性质时，需要综合考虑多个因素。
总结起来，金纳米颗粒的尺寸与紫外吸收峰之间存在一定的关系。
一般而言，尺寸较小的金纳米颗粒会在紫外光区域出现紫外吸收峰，而尺寸较大的金纳米颗粒会在可见光区域出现紫外吸收峰。
这一关系可以通过调控金纳米颗粒的尺寸来实现对其光学性质的调控。
在未来的研究中，进一步深入理解金纳米颗粒的光学性质将有助于其在光学、电子学和催化剂等领域的应用。
金纳米团簇的吸收光谱
金纳米团簇的吸收光谱金纳米团簇是一种由几十个金原子组成的超小尺寸聚集体。
由于其独特的物理和化学性质，金纳米团簇在生物医学、光学材料、催化剂等领域具有广泛的应用前景。
了解金纳米团簇的光谱特性对于研究其性质和应用具有重要意义。
金纳米团簇的吸收光谱研究主要集中在紫外可见区域（200-800 nm），这个区域是金纳米团簇吸收光的主要范围。
金纳米团簇的吸收光谱具有以下一些特点。
首先，金纳米团簇的吸收光谱具有明显的表面等离激元共振峰。
表面等离激元是指光子和电子在金纳米颗粒表面相互作用形成的一种准粒子。
金纳米团簇表面的电子在外界电场的激励下振动，从而与周围介质和其他金原子相互作用，形成新的能级结构和能量态。
这种共振现象在光谱中表现为一个明显的峰。
不同大小和形状的金纳米团簇，其共振峰的位置会有所不同。
其次，金纳米团簇的吸收光谱还会受到其他因素的影响，如形状、大小、溶剂、浓度和温度等。
这些因素会改变金纳米团簇表面等离激元共振峰的位置、强度和宽度。
例如，较小的金纳米团簇通常表现出蓝色位移的吸收峰，而较大的金纳米团簇则表现为红色位移的吸收峰。
溶剂对金纳米团簇的吸收光谱也有显著影响，不同溶剂对吸收峰的位置和强度都会产生不同的效果。
此外，金纳米团簇的光谱还会受到电荷态和表面修饰的影响。
金原子在纳米尺度下具有明显的非金属特性，被电荷激发后会引起吸收光谱的变化。
表面修饰也可以通过改变金团簇表面的配体，调控金团簇的光学性质。
例如，通过修饰团簇表面的配体可以调节团簇的发光强度和发光峰位的位置，从而实现荧光探针等应用。
总体而言，金纳米团簇的吸收光谱是一个非常复杂的研究课题。
通过对吸收光谱的研究，可以深入了解金纳米团簇的物理和化学性质，为其在生物医学、光学材料、催化剂等领域的应用提供理论和实验基础。
此外，金纳米团簇的吸收光谱还可以作为表征金纳米颗粒的重要手段，为金纳米材料的合成和制备提供指导。
金纳米粒子的细胞毒性(一)：尺寸的影响
金纳米粒子的细胞毒性(一)：尺寸的影响2016-08-16 12:45来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部AuNPs查阅文献时，在AuNPs的尺寸对细胞作用方面可以看到许多相互矛盾的报道。
例如Pan 等制备了4种1.4nm左右和15 nm多种粒径的金颗粒(AuNPs)，他们提出：AuNPs的毒性是尺寸依赖的，1.4 nm时表现最强毒性，尺寸小于或大于1.4 nm时毒性逐渐减弱。
并且提出1.4 nm颗粒的明显毒性主要是因为它可以立体选择性地连接到B-DNA的大沟，从而造成对细胞的损伤。
但是在他们的实验中，在尺寸1.4 nm之外的几个AuNPs(0.8，1.2和1.8 nm)都具有相似毒性，不具有特异性，解释难以令人信服。
他们的实验还表明，当纳米颗粒大于15 nm时，是贴在细胞膜上而无害的，而Connor等则报告18 nm以下的含有各种表面修饰物(如半胱氨酸、柠檬酸钠、生物素和葡萄糖)的AuNPs对于人体细胞是无毒的，其毒性是由于所用的保护剂溴化十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)造成的。
如果将CTAB去除干净，那么AuNPs对细胞是无毒的。
Shukla等报道了由赖氨酸加上聚赖氨酸共同修饰的3.5 nm AuNPs不具有毒性和免疫原性。
Soenen等指出AuNPs浓度对细胞毒性的影响。
他们发现4 nm的聚甲基丙烯酸保护的AuNPs在浓度10 nM时，对于多种敏感细胞系没有观察到明显的细胞参数改变，但是当浓度高于200 nM 时则引起明显的细胞毒性，他们认为这是由于增加了活性氧的原因。
Wang等研究了不同形状、作用时间和表面活性剂等与尺寸小于70 nm AuNPs细胞毒性的关系，认为圆形无毒，棒型有毒，而棒型的毒性主要是其保护剂CTAB所造成。
Yen等比较了金和银纳米颗粒对于巨噬细胞(macrophages)的作用，认为带负电的金纳米颗粒比银纳米颗粒毒性更大。
Gu等将24 nm金颗粒通过半胱胺连接到金膜上，然后将此薄膜与猪的肝细胞共培养，发现细胞可以快速增殖，并且很好的保持了其生物代谢功能。
金属纳米粒子LSPR效应的机理及其光谱特征研究【毕业作品】
毕-论业-文（20 届）金属纳米粒子LSPR效应的机理及其光谱特征研究所在学院专业班级理论物理学生姓名学号指导教师职称完成日期年月摘要【摘要】目前，基于局域表面等离子体共振(LSPR)现象的传感研究是一个热点方向，LSPR传感方法在器件开发和相关应用上均有很大的潜力。
LSPR传感器具有优于传统SPR传感器的一些特性，特别是在物理、化学和生物特性测量分析方面，灵敏度高，使用方便，效果显著，有很高的开发价值。
本文通过理论模拟不同大小的纳米金粒子模型，并且实验制备不同浓度下的纳米金粒子薄膜，观察金属纳米粒子LSPR效应的机理及纳米金浓度对其光谱吸收峰和吸收率的影响。
通过研究，获得局域表面等离子体共振光谱特征的深入理解，为以后的实际应用奠定基础。
【关键词】局域表面等离子体共振(LSPR)；金纳米粒子；米氏理论；吸收峰；红移。
Abstract【ABSTRACT】Recently,the research of the localized surface plasmon resonance (LSPR) is a hot spot.A LSPR-based method has a high potential in developments of devices and related applications.A LSPR-based sensor has some characters which are better than a traditional SPR-based sensor.Especially in measurement and analysis of the physical,chemical and biological properties,a LSPR-based sensor have a high value for development because of its high sensitivity,ease to use and significant effect.By theoretical modeling of gold nanoparticles with different sizes and preparation of gold nanoparticles films with different concentrations,we have observed the LSPR effect of metal nano-particles and the influence on their absorption peaks and absorption rate by the concentration of gold nanoparticles.Through the research,we get in-depth understanding on the spectral characteristics of local surface plasmon resonance which will lay the foundation for the following application.【KEYWORDS】Localsurface plasmon resonance (LSPR),Goldnanoparticles,Mie scattering theory,Absorption peaks,Redshift.目录摘要 (2)Abstract (3)目录 (4)第一章引言 (5)1.1LSPR的定义 (5)1.2LSPR的研究历程 (5)1.3LSPR的国内外研究进展 (6)第二章散射理论 (8)2.1拉曼散射 (8)2.2布里渊散射 (8)2.3瑞利散射 (9)2.4米氏散射 (9)2.2.1概述 (9)2.2.2公式推导 (10)第三章纳米金粒子膜的LSPR光谱特征 (15)3.1金纳米溶液的制备 (15)3.2纳米金薄膜的制备 (15)3.3实验结果与分析 (16)3.3.1 pmma浓度对均匀度的影响 (16)3.3.2 纳米金浓度对吸收峰的影响 (17)3.3.3 comsol模拟 (17)3.3.4总结 (18)第四章展望 (19)4.1LSPR传感器技术的商化 (19)4.2LSPR传感器的未来发展趋势 (19)参考文献 (21)致谢 (22)第一章引言近年来，纳米材料由于其独特的光学、电磁学和力学特性而得到了研究人员的广泛关注。
金属纳米粒子对光谱性能的影响研究
金属纳米粒子对光谱性能的影响研究引言：随着纳米科技的快速发展，金属纳米粒子在各个领域中的应用越来越广泛。
其中，金属纳米粒子对光谱性能的影响研究备受关注。
本文将探讨金属纳米粒子在光谱学中的应用及对光谱性能的影响。
一、金属纳米粒子在光谱学中的应用光谱学是研究物质与电磁波相互作用的学科，而金属纳米粒子的引入为光谱学的研究提供了新的方法和途径。
金属纳米粒子在光谱学中的应用包括表面等离子共振、增强拉曼散射等方面。
表面等离子共振是指当金属纳米粒子的尺寸与入射光波长相当时，产生的局域化等离子体共振现象。
金属纳米粒子的表面等离子共振效应导致了光的吸收、散射和传输等性能的变化，从而影响了光的传播和光学器件的性能。
拉曼散射是分析物质的化学成分和结构的重要手段，而金属纳米粒子在拉曼散射中的增强作用已经被广泛研究。
金属纳米粒子能够增强被测物质的拉曼信号，提高其灵敏度和检测限，并且可以用于单细胞拉曼光谱分析等领域。
二、金属纳米粒子对光谱性能的影响金属纳米粒子对光谱性能的影响可以从光学性质、电子性质和热学性质等角度来考虑。
1. 光学性质影响：金属纳米粒子的尺寸和形状对其光学性质有着重要影响。
当金属纳米粒子的尺寸和入射光波长相近时，表面等离子共振现象发生，导致光谱的吸收峰位产生平移现象。
此外，金属纳米粒子的形状也会影响其光学性质，例如纳米棒形状的金属粒子相较球形粒子更容易产生表面等离子共振效应，因此其光学性质也有所不同。
2. 电子性质影响：金属纳米粒子的电子性质对其光谱性能有着重要影响。
由于金属纳米粒子具有较大的比表面积，其表面存在丰富的表面电子态。
这些表面电子态与光子进行相互作用，导致光吸收和散射现象的改变。
此外，金属纳米粒子还会影响电磁波的楞次场分布，改变电场强度，进而影响光谱性能。
3. 热学性质影响：金属纳米粒子具有较高的热导率和热膨胀系数，这些热学性质也会对光谱性能产生影响。
例如，在拉曼散射中，金属纳米粒子的热学性质会导致其表面产生局域加热现象，从而影响样品分子的振动行为，进而改变其拉曼散射信号。
金纳米颗粒尺寸,吸附蛋白种类
金纳米颗粒尺寸,吸附蛋白种类金纳米颗粒尺寸与吸附蛋白种类之间的关系是一个备受关注的研究领域。
金纳米颗粒作为一种重要的纳米材料，具有广泛的应用前景，其中其在生物医学领域的应用备受关注。
而金纳米颗粒与蛋白质的相互作用也是研究人员关注的焦点。
本文将从金纳米颗粒的尺寸对吸附蛋白种类的影响进行解析，并逐步回答这个问题。
首先，我们需要了解金纳米颗粒的尺寸对其生物活性和相互作用的影响。
通常情况下，金纳米颗粒的尺寸在1到100纳米之间。
小于10纳米的颗粒通常具有更高的表面能，因此更容易与蛋白质相互作用。
此外，尺寸较小的纳米颗粒也具有较高的比表面积，从而提供了更多的吸附蛋白质的位点。
这些因素导致小尺寸金纳米颗粒更容易吸附多种蛋白质，从而产生更复杂的蛋白质吸附模式。
相反，大尺寸的金纳米颗粒的具有较低的表面能，因此对蛋白质的吸附能力较弱。
此外，较大的颗粒也具有较低的比表面积，因此对蛋白质的吸附位点较少。
这导致大尺寸金纳米颗粒往往只能吸附一种或少数几种蛋白质。
而当金纳米颗粒的尺寸在中等范围内时，其与蛋白质的相互作用变得更加复杂。
在这种情况下，金纳米颗粒的尺寸和形状会影响其表面电荷和电性能，并进而影响其与蛋白质的相互作用。
这种相互作用可以通过电荷吸引力、疏水/亲水性质以及形状拟态等方式进行。
此外，除了金纳米颗粒尺寸的影响外，吸附蛋白质种类也会受到其他因素的影响。
蛋白质的特异性和亲和性是其与金纳米颗粒发生相互作用的重要因素。
不同种类的蛋白质具有不同的结构、电荷和亲和性，从而导致其与金纳米颗粒的相互作用方式和强度的差异。
此外，溶液条件（如pH、离子浓度等）以及金纳米颗粒表面的化学修饰也可能对吸附蛋白质种类产生影响。
这些因素可以改变蛋白质的结构和电荷状态，从而影响其与金纳米颗粒的相互作用。
总的来说，金纳米颗粒的尺寸和吸附蛋白质种类之间存在着复杂的相互关系。
金纳米颗粒的尺寸越小，其吸附的蛋白质种类通常会更多样化。
然而，蛋白质的种类和溶液条件等因素也会对其吸附情况产生影响。
金纳米颗粒的尺寸与紫外吸收峰的关系
金纳米颗粒的尺寸与紫外吸收峰的关系金纳米颗粒是一种具有特殊光学性质的纳米材料，其尺寸与紫外吸收峰之间存在着密切的关系。
本文将从金纳米颗粒的尺寸变化、光学性质以及紫外吸收峰的变化等方面进行详细阐述。
一、金纳米颗粒的尺寸变化对紫外吸收峰的影响金纳米颗粒的尺寸通常是以纳米为单位进行描述的，其尺寸范围可以从几纳米到几十纳米不等。
当金纳米颗粒的尺寸较小时，其吸收光谱主要集中在紫外光区域，形成明显的紫外吸收峰。
随着金纳米颗粒尺寸的增大，紫外吸收峰逐渐向长波方向移动，同时也变得较为宽泛。
二、金纳米颗粒的光学性质与紫外吸收峰的关系金纳米颗粒的光学性质主要受到表面等离子体共振效应的影响。
当金纳米颗粒受到紫外光照射时，光子与金纳米颗粒表面的自由电子发生共振相互作用，导致电子在表面形成等离子体振荡。
这种等离子体振荡会吸收一部分紫外光的能量，从而形成紫外吸收峰。
金纳米颗粒的等离子体共振频率与颗粒的尺寸密切相关。
当金纳米颗粒的尺寸变化时，其等离子体共振频率也会相应变化。
较小尺寸的金纳米颗粒具有较高的等离子体共振频率，对紫外光的吸收也更强，因此呈现出较强的紫外吸收峰。
随着尺寸的增大，金纳米颗粒的等离子体共振频率逐渐降低，紫外吸收峰也会向长波方向移动。
三、金纳米颗粒尺寸与紫外吸收峰的应用金纳米颗粒的尺寸与紫外吸收峰之间的关系在许多领域具有重要的应用价值。
例如，在生物医学领域中，研究人员可以通过调控金纳米颗粒的尺寸来实现对特定波长的紫外光的吸收和散射，从而实现对生物组织的成像和治疗。
此外，金纳米颗粒还可以用于光催化、传感器、纳米光子学等领域。
四、总结金纳米颗粒的尺寸与紫外吸收峰之间存在着紧密的关系。
较小尺寸的金纳米颗粒具有较高的等离子体共振频率，对紫外光的吸收也更强，因此呈现出较强的紫外吸收峰。
随着尺寸的增大，金纳米颗粒的等离子体共振频率逐渐降低，紫外吸收峰也会向长波方向移动。
这一关系在生物医学、光催化、传感器等领域有着重要的应用价值。
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形状、 材料及周围介质介电特性等因素的强烈影响
．研究金属纳米粒子的线性光学特性，将
［４，５］
促进其在光学设备、表面增强光谱及传感器等方面的应用 ． 本文用 Na3C6H5O7 还原 HAuCl4，制得不同粒径的金纳米球，观测它们的 UV/VIS 吸收光 谱，并利用离散偶极子近似理论模拟该光谱，分析纳米粒子的尺寸对其 UV/VIS 吸收光谱的影 响.
∑
N
i =1
r r −1 Im P i ⋅ α i
[
(
r )P
∗
i
k ]− 2 3
3
（7）
此外，若粒子的总体积为 V ，而偶极子的间距为 d ，则有： V = N d 3 ，定义粒子的有效 半经 a eff 为： a eff = (3 V / 4 π )1 / 3 ，相应的吸收有效因子：
A
B
C
D
Fig. 1 金纳米粒子的 TEM 图像，从（A）到（D）各粒子的平均直径为： 16nm, 24nm, 41nm, 71nm.
大，对应吸收峰的峰位呈现向长波段红移的趋势. 收峰的极值波长随粒子直径的变化关系则如 Fig.2 （b） 所示.粒子直径由 16nm 增至 24nm， 再到 41nm 最后到 71nm 时，相应的吸收峰峰位由 519nm 红移至 523nm，再到 532nm，最后到 540nm.可见，在一定的尺寸范围内，吸收峰的极值波长随粒子直径的变化关系大体呈线性.在 当 前 的 实 验 条 件 下 ， 变 化 的 斜 率 大 约 为 0.3778 ， 两 者 的 关 系 经 线 性 拟 合 后 为 ：
4 结论
将实验光谱与 DDA 模拟光谱进行对比表明：DDA 算法能相对准确地反应纳米粒子的实 际吸收光谱．而从这两组数据均可发现，纳米粒子的吸收光谱与其尺寸有密切联系：随粒子尺 寸增加，光谱吸收峰峰位随之红移，在一定的尺度范围内两者的关系大体呈线性．
参考文献：
[1] Yu Y, Chang S, Lee C, Wang C R C, Gold Nanorods: Electrochemical Synthesis and Optical Properties, [J]. Phys. Chem., B, 1997, 101: 6661. [2] Yugang Sun and Younan Xia, Shape-Controlled Synthesis of Gold and Silver Nanoparticles, [J].Science, 2002, 298: 2176-2179. [3] S. Link and A. El-Sayed, Size and Temperature Dependence of the Plasmon Absorption of Colloidal Gold Nanoparticles, [J]. Phys. Chem. B 1999, 103: 4212-4217. [4] Satohhi Nishimura et al, Characteristics of a Surface Plasmon Resonance Sensor Combined with a Poly(vinyl chloride)Film-based Ionophore technique for Metal Ion Analyses, [J].Analytical Sciences, March 2002, 18: 267-271. [5] A. A. Lazarides, K. Lance Kelly, G.C.Schatz, et al, Optical properties of metal nanoparticles and nanoparticle aggregates important in biosensors. [J].Journal of Molecular Structure (Theochem) , 2000, 529:59-63. [6] E. M. Purcell and C. R. Pennypacker, Scattering and absorption of light by nonspherical dielectric grains, Astrophys. [J]. 1973, 186: 705-714. [7] B.T.Draine, Discrete dipole approximation, Astrophys. [J]. 1988, 333: 848-872. [8] B.T.Draine, J. J. Goodman,beyong calausius-mossotti: Wave propagation on a polarizable point lattice and the discrete dipole approximation, Astrophys.[ J]. 1993,405: 685-697. [9] B.T.Draine, and P.J. Flatau, [J]. Opt.Soc. Am. A, 1994, 11(4): 1491-1499. [10] T.Draine, P. J. Flatau, Program DDSCAT ,University of California, San Diego, Scripps Institute of Oceanography, 8605 La Jolla Dr., La Jolla, CA 92093-0221, USA.
ห้องสมุดไป่ตู้
0.8 E D B 0.4 (a) 475 500 525 550 575 600 625 C
530
d=41nm,max=532nm
0.6
d=24nm,max=523nm 520 (b) d=16nm,max=519nm 20 30 40 50 diameter(nm) 60 70 80
Wavelength(nm)
第 17 卷 第 2 期 2004 年 6 月
漳州师范学院学报(自然科学版)
Journal of Zhangzhou Teachers College（Nat.Sci.）
Vol.17 No.2 Jun. 2004
金纳米球吸收光谱特性研究
—尺寸对纳米粒子吸收光谱的影响 李秀燕 １，杨志林 ２，周海光 ２
λ max = 514.049 + 0.3778 d ( nm ) .
Absorption efficiency(a.u.)
1.2
Max of the Wavelength(nm)
1.0
Q absof gold sphere m=1.33
540 max=514.049+0.3778d d=71nm,max=540nm
［ ］
实验测得的紫外－可见吸收光谱相结合，是当前研究纳米粒子光学性质的重要手段之一.
第2期
李秀燕： 金纳米球吸收光谱特性研究
33
r r .每个偶极子在局域场 ，中心位置设为 r 张量设为 α E loc 的作用下产生的极化矢量为： i i r r r r （1） Pi = α i ⋅ E loc (ri ) r r r E loc 由入射场 E inc 和其他 ( N − 1) 个偶极子激发的场 E other
20
(b) 80
600
520
W a v e le n g t h ( n m )
diameter(nm)
40
60
Fig.3 (a) 用 DDA 算法模拟置于水中, 直径分别为 16, 24, 41, 71 nm 的金纳米球的 吸收光谱. (b) 吸收峰的极值波长与粒子直径之间的关系.
Fig.3 给出了用 DDA 算法对该实验吸收光谱模拟的结果.由 Fig.3（a）可以发现，用 DDA 算法所得结果能很好的反映：随粒子直径的增大，相应的吸收峰峰位逐渐红移这一趋势.而且 由小到大这四种粒子各自的吸收峰峰位分别位于 523nm, 525nm, 530nm, 542nm, 与实验的结果
3.1 离散偶极子近似理论 1973 年首次提出，后来分别于 1988 年（Draine）[7]，1993 年（Draine ＆Goodman）[8]，1994 年（Draine ＆Flatau）[9]和 2000（Draine）10 得到不同程度的修正与改进，并逐步发展成一种 算法.原则上 DDA 理论可用于计算各种形状的粒子的光学性质（如消光，散射与吸收） ，它与
(
)
,i
两部分组成，其中， （2） （3）
j≠i
置 j 处的偶极子在位置 i 处激发的电场，可写成：
r r r r (1 − ikr ij ) r 2 P exp (ikr ij ) r r r r 2r （4） A ij ⋅ P j = k rij × rij × P j + (i ≠ j ) ij j − 3 rij rij ⋅ P j 3 2 rij rij v v ，由于上式已规定矩阵 r 中 i ≠ j ，可定义： 其中， rij = r A ij i − rj r r （5） A ii = α i − 1
收稿日期：２００３－１０－１２ 作者简介：李秀燕（1974－）, 女, 福建省漳州市人, 讲师, 硕士.
32
漳州师范学院学报（自然科学版）
2004 年
2.3 金纳米球吸收光谱的实验值 用分光光度计(BECKMAN D Ⅱ7400)观测粒子的紫外－可见吸收光谱，结果如 Fig.2 所示. 由 Fig.2 (a)可见，金纳米球的紫外－可见吸收光谱曲线仅具有单个吸收峰，而且，随粒径的增
D C 1 B (a) 0 400 450 500 550
4
max of the Wavelength(nm)
max=516.73+0.34692d(nm)
540
3
d=71nm,max=542nm