平面手性超材料利用周期结构间强耦合增强旋光性
负折射率超材料实现光线增强消灭相关研发工作的主要拦路虎
勇， 艾安娜 ， 王
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负 折 射 率 超 材 料 实 现 光 线 增 强 消 灭 相 关 研 发 工 作 的 主 要 拦 路 虎
美 国研 究人 员研 制 出了一种 可 增强 光线 的负折 射 率超 材 料 ， 而扫 除 了超材 料 在 光学 技 术领 域 大 展 从
拳 脚 的根本 障碍 。新 研 究预 示着 ， 究 人 员 能 据此 研 发 出功 能 超 强 的 显 微镜 、 算 机 甚 至 隐形 斗 篷 。相 研 计
显 减 少光 线损 失 。该 团 队将染 料 放置 在 渔 网 薄膜 的银 层 之 间 ， 处 的 光 “ 域 场 ” 远 强 于薄 膜 表 面 ， 此 定 远 从
而将 增益 介质 的效 率 提高 了 ５ ０倍 。
在 自然界 发 现 的所 有 材料 都 具 有 正 折 射 率 ， 射 率 被 用 来 衡 量 电磁 波 从 一 种 媒 介 进 入 另 一 种 媒 介 折
向艳算 精度的评价［ ． Ｄ］杭州 ： 江大学 ，０ ７ １ ０ 浙 ２ ０ ：—７ ． 徐小辉 ， 李磊 民． 双玻璃 晒架曝光机的总体设计与实现 Ｅ］ 微 计算机信息 ，０ ６ １ ） ７ 一７ ． Ｊ． ２ ０ （ ９ ：Ｏ ３
杨 毅， 钱可 元 ， 罗 毅 ． 种 新 型 的 基 于 非 成 像 光 学 的 Ｌ Ｄ 均 匀 照 明系 统 ｌ］ 光 学技 术 ，０ ７ ３ （ ） １Ｏ １ ５ 一 Ｅ Ｊ． ２ ０ ， ３ １ ：１ 一 １
关 研究 成果 发表 在 ８月 ５１ ３出版 的《自然 》 杂志 上 。
超 材料 是具 有 天然 材料 所不 具 备 的超 常 物 理 性 质 的 人 工 复合 结 构 或 复 合 材 料 。负折 射 率 超 材 料 的 研 发工 作一 直 困难 重重 ， 主要原 因在于很 多 入射 光线 要 么 流 失 ， 么被 超 材料 中所 含 的金 和银 吸收 ， 使 要 这
《周期性纳米阵列的LSPR调控及其SERS增强机理研究》
《周期性纳米阵列的LSPR调控及其SERS增强机理研究》一、引言周期性纳米阵列（Periodic Nanoarrays）作为一种具有独特光学特性的结构，近年来在表面增强拉曼散射（Surface Enhanced Raman Spectroscopy, SERS）领域得到了广泛的应用。
其中，局域表面等离子体共振（Localized Surface Plasmon Resonance, LSPR）效应的调控对于提升SERS效应至关重要。
本文旨在研究周期性纳米阵列的LSPR调控及其在SERS增强机理中的应用。
二、周期性纳米阵列的LSPR调控2.1 纳米阵列的设计与制备周期性纳米阵列的设计与制备是研究LSPR调控的基础。
通过精确控制纳米结构的尺寸、形状、间距等参数，可以实现对LSPR的调控。
常见的制备方法包括纳米压印、电子束光刻、自组装等。
2.2 LSPR调控方法LSPR的调控主要通过改变纳米阵列的物理参数（如尺寸、形状、间距）和化学参数（如介质环境、掺杂物质）来实现。
通过调整这些参数，可以改变纳米结构的电磁场分布，进而影响LSPR的频率和强度。
三、SERS增强机理研究3.1 SERS基本原理SERS是一种利用表面增强的拉曼散射效应来增强分子拉曼信号的技术。
其基本原理是当分子与具有LSPR效应的金属纳米结构相互作用时，由于电磁场增强和化学增强机制的作用，分子的拉曼信号得到显著增强。
3.2 周期性纳米阵列的SERS增强机理周期性纳米阵列通过LSPR效应产生强烈的电磁场，使得吸附在其表面的分子受到强烈的光场作用，从而增强分子的拉曼散射信号。
此外，纳米阵列的周期性结构还能产生共振耦合效应，进一步提高电磁场强度，从而进一步增强SERS效应。
四、实验研究为了验证周期性纳米阵列的LSPR调控及其SERS增强机理，我们进行了一系列实验研究。
首先，我们设计并制备了不同参数的周期性纳米阵列，并对其LSPR特性进行了表征。
材料分析方法课后答案周玉
材料分析方法课后答案周玉【篇一：材料分析方法考试重点】纹衍射的图样，条纹间距随小孔尺寸的变大，衍射的图样的中心有最大的亮斑，称为埃利斑。
2、差热分析是在程序的控制条件下，测量在升温、降温或恒温过程中样品和参比物之间的温差。
3、差示扫描量热法（dsc）是在程序控制条件下，直接测量样品在升温、降温或恒温过程中所吸收的或放出的热量。
4、倒易点阵是由晶体点阵按照一定的对应关系建立的空间点阵，此对应关系可称为倒易变换。
5、干涉指数在（hkl）晶面组（其晶面间距记为dhkl）同一空间方位，设若有晶面间距为dhkl/n（n为任意整数）的晶面组（nh，nk，nl）即（h,k,l）记为干涉指数。
6、干涉面简化布拉格方程所引入的反射面（不需加工且要参与计算的面）。
7、景深当像平面固定时（像距不变）能在像清晰地范围内，允许物体平面沿透镜轴移动的最大距离。
8、焦长固定样品的条件下，像平面沿透镜主轴移动时能保持物象清晰的距离范围。
9、晶带晶体中，与某一晶向【uvw】平行的所有（hkl）晶面属于同一晶带，称为晶带11、数值孔径子午光线能进入或离开纤芯（光学系统或挂光学器件）的最大圆锥的半顶角之余弦，乘以圆锥顶所在介质的折射率。
12、透镜分辨率用物理学方法(如光学仪器)能分清两个密切相邻物体的程度 13 衍射衬度由样品各处衍射束强度的差异形成的衬度成为衍射衬度。
15质厚衬度由于样品不同区间存在原子序数或厚度的差异而形成的非晶体样品投射电子显微图像衬度，即质量衬度，简称质厚衬度。
制造水平。
（√）二、填空题6）按入射电子能量的大小，电子衍射可分为（高能电子衍射）、（低能电子衍射）及（反射式高能电子衍射）。
18）阿贝成像原理可以简单地描述为两次（干涉）：平行光束受到有周期性特征物体的衍射作用形成（衍射波），各级衍射波通过（物镜）重新在像平面上形成反映物的特征的像。
12）按照出射信号的不同，成分分析手段可以分为两类：x光谱和电子能谱），出射信号分别是（x射线，电子）。
有机化学
第一次交换
C2H5
第二次交换
C2H5
-Cl和-CH3交换 第三次交换
Cl H
CH3
（4）在投影式中，固定任一基团不动，其余 在投影式中，固定任一基团不动， 三个基团按顺时针或逆时针顺序依次交换位置， 三个基团按顺时针或逆时针顺序依次交换位置， 其构型不变。 其构型不变。
COOH H CH3
固固固其固固 ，其其其其其其 按按按按 依依依依依依
若将其中一个费歇尔投影式的手性碳原子 上的任意两个原子或基团交换奇数次后， 上的任意两个原子或基团交换奇数次后，得到 的投影式和原来的那个投影式互为对映体。 的投影式和原来的那个投影式互为对映体。
CH3 H C2H5
-H和-CH3交换
Cl H3C
H
-H和-C2H5交换
Cl H3C
C2H5 Cl H
2-氯丁烷的一对对映体 对映体：互为实物和镜影关系的异构体叫做对 对映体： 对映体。 映异构体，简称对映体 映异构体，简称对映体。 外消旋体； 外消旋体；它们的等量混合物可组成一个外消 旋体， 旋体，用（±）或“dl”表示 。 表示
2．构型的表示方法 描述旋光异构体分子中的原子或基团在 空间的排列方式时可用费歇尔（E.Fischer） 空间的排列方式时可用费歇尔（E.Fischer） 投影式来表示。 投影式来表示。 费歇尔投影式的投影规则如下： 费歇尔投影式的投影规则如下： （1）将碳链竖起来，把氧化态较高的碳原子 将碳链竖起来， 或命名时编号最小的碳原子放在最上端。 或命名时编号最小的碳原子放在最上端。 横前竖后： （ 2 ） 横前竖后 ： 与手性碳原子相连的两个横 键伸向前方，两个竖键伸向后方。 键伸向前方，两个竖键伸向后方。 横线与竖线的交点代表手性碳原子。 （3）横线与竖线的交点代表手性碳原子。
2024年湖北省高考化学真题卷及答案
机密★启用前2024年湖北省普通高中学业水平选择性考试化学本试卷共8页，19题。
主卷满分100分。
考试用时75分钟。
★祝考试顺利★注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并认真核准准考证号条形码上的以上信息，将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4．考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量：H 1 Li 7 O 16 Si 28 Cu 64 I 127 Au 197本卷涉及的实验均须在专业人士指导和安全得到充分保障的条件下完成。
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 劳动人民的发明创造是中华优秀传统文化的组成部分。
下列化学原理描述错误的是发明关键操作化学原理A制墨松木在窑内焖烧发生不完全燃烧B陶瓷黏土高温烧结形成新的化学键C造纸草木灰水浸泡树皮促进纤维素溶解D火药硫黄、硝石和木炭混合，点燃发生氧化还原反应A AB. BC. CD. D2. 2024年5月8日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。
舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是A. 发蓝处理 B. 阳极氧化C. 表面渗镀D. 喷涂油漆3. 关于物质的分离、提纯，下列说法错误的是A 蒸馏法分离22CH Cl 和4CCl B. 过滤法分离苯酚和3NaHCO 溶液C 萃取和柱色谱法从青蒿中提取分离青蒿素D. 重结晶法提纯含有少量食盐和泥沙的苯甲酸4. 化学用语可以表达化学过程，下列化学用语表达错误的是A. 用电子式表示2Cl 的形成：B. 亚铜氨溶液除去合成氨原料气中的CO ：()()2+2+33323Cu NH +CO+NH Cu NH CO ⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦C. 用电子云轮廓图示意p-p π键的形成：D. 制备芳纶纤维凯芙拉：5. 基本概念和理论是化学思维的基石。
配位化学复习题
配位化合物复习题27.8 指出下列各配位离子中金属中心离子的氧化数：(a) [Cu(NH3)4]2+(b) [CuBr4]2-(c) [Cu(CN)2]-(d) [Cr(NH3)4(CO)3]+(e) [PtCl4]2-(f)[Co(NH3)2(NO2)4]-(g) Fe(CO)5(h) ZnCl4]2-(i) [Co(en)3]2+解金属中心离子的氧化数与各配位体的价态之和等于配位离子的总电荷数，则：(a) +2 (b) +2 (c) +1 (d) +3 (e) +2 (f) +3 (g) 0 (h)+2 (i) +2氧化数=化合价(主价）27.19 给下列各化合物命名：(a)[FeCl2(H2O)4]+(b)[Pt(NH3)2Cl2](c)[CrCl4(H2O)2]-解(a)四水二氯合铁（Ⅲ）离子(b)二氯二氨合铂（Ⅱ）(c)二水四氯合铬（Ⅲ）离子27.20给下列各化合物命名（其中en=乙二胺，py=吡啶）：(a)[Co(NH3)5Br]SO4 (b)[Cr(en)2Cl2]Cl (c)[Pt(py)4][PtCl4](d)K2[NiF6] (e)K3[Fe(CN)5CO] (f)CsTeF5解(a)硫酸一溴五氨合钴（Ⅲ）(b)氯化二氯二乙二胺合铬（Ⅲ）(c)四氯合铂（Ⅱ）化四吡啶合铂（Ⅱ）（老师PPT例子中没有“化”）(d)六氟合镍（Ⅳ）酸钾(e)一羰基五氰合铁（Ⅱ）酸钾(f)五氟合碲（Ⅳ）化铯27.21 写出下列各化合物的化学式：老师说这样的题目没意义，大家可以先看答案，再看题目，就是给定化学式命名了（27.23 27.27一样）多练练感觉会好一点，就不删掉了。
(a)亚硝酸一溴三氨合铂（Ⅱ）(b)一水二氯二乙二胺合钴（Ⅱ）(c)溴化一硫酸五氨合钴（Ⅲ）(d)六氟合铂（Ⅳ）化二钾(e)氯化二溴四水合铬（Ⅲ）(f)七氟合锆（Ⅳ）化三氨)3Br]NO2(b)[Co(en)2Cl2]·H2O (c)[Co(NH3)5SO4]Br解(a)[Pt(NH(d)K2PtF6(e)[Cr(H2O)4Br2]Cl (f)(NH4)3[ZrF7]27.22 给下列各化合物命名：(a)[Co(en)2(CN)2]ClO3(b)K4[Co(CN)6](c)[Ni(NH3)6]3[Co(NO2)6]2解(a)氯酸二氰二乙二胺合钴（Ⅲ）(b)六氰合钴（Ⅱ）酸钾(c)六硝基合钴（Ⅲ）化六氨合镍（Ⅱ）27.23写出下列各化合物的化学式：(a)二氯四氨合铑（Ⅲ）离子(b)四羟基六水合铝（Ⅲ）离子(c)四氯合锌（Ⅱ）离子(d)硝酸铝(e)四铝二氨合铬（Ⅲ）化六氨合钴（Ⅲ）)4Cl2]+(b)[Al(H2O)2(OH)4]-(c)[ZnCl4]2- (d)Al(NO3)3解(a)[Rh(NH(e)[Co(NH3)6][Cr(NH3)2Cl4]327.24写出下列各化合物的化学式：(a)溴化六氨合钴（Ⅲ）(b)四铝合锌（Ⅱ）化二溴四氨合钴（Ⅲ）(c)二铝二氨合铂（Ⅱ）解(a)[Co(NH)6]Br3(b)[Co(NH3)4Br2]2[ZnCl4] (c)Pt(NH3)2Cl2]27.25给下列各离子命名：(a)[PdBr4]2-(b)[CuCl2]-(c)[Au(CN)4]-(d)[AlF6]3-(e)[Cr(NH3)6]3+(f)[Zn(NH3)4]2+(g)[Fe(CN)6]3-解(a)四溴合铅（Ⅱ）络离子(b)二氯合铜（Ⅰ）络离子(c)四氰合金（Ⅲ）络离子(d)六氟合铝（Ⅲ）络离子(e)六氨合铬（Ⅲ）络离子(f)四氨合锌（Ⅱ）络离子(g)六氰合铁（Ⅲ）络离子27.26给下列各化合物或离子命名：(a)[Pt(NH3)4Cl2]2-(b)Cr(CO)6(c)Co(en)Cl3(H2O)] (d)[Co(NH3)5CO3]2(CuCl4) (e)Fe[PtCl4])解(a)二氯四氨合铂（Ⅳ）离子(b)六羰基合铬（0）(c)一水三氯一乙二胺合钴（Ⅲ）(d)四氯合铜（Ⅱ）化一羧基五氨合钴（Ⅲ）(e)四氯合铂（Ⅱ）化铁（Ⅱ）27.27 写出下列各化合物或离子的化学式：(a)氯化二氯四水合铬（Ⅲ）(b)硫酸一氯一溴四氨合钴（Ⅲ）(c)六氰合铁（Ⅱ）化二氨合银（Ⅰ）(d)四氯合铅（Ⅱ）化二氯二乙二胺合铬（Ⅲ）(e)四氯合铂（Ⅱ）化（顺）二氯四氨合铂（Ⅳ）(f)四氯合金（Ⅲ）化铝(g)二乙二胺合铜（Ⅱ）离子(a) [Cr(H 2O)4Cl 2]Cl (b)[Co(NH 3)BrCl]2SO 4 (c)[Ag(NH 3)2]4[Fe(CN)6(d) [Cr(en)2Cl 2]2[PdCl 4] (e) Cl NH 3ClNH 3NH 3PtNH 32+Cl Cl ClClPt2-(f)Al[AuCl 4]3 (g)[Cu(en)2]2+27.3 配位化合物的异构现象（朱老师讲过这部分内容有一个综合题） 27.28 写出八面体配合物[MCl2(NH3)4]的异构体解: 见图27.1NH 3ClNH 3Cl NH 3NH 3MNH 3ClClNH 3NH 3NH 3M考试题型顺式 反式图27.127.30配位离子[Cr(NH 3)(OH)2Cl 3]2-可能有多少异构体？ 解：如图27.2有三个:Cl Cl H 3NOH OHClOH Cl H 3NOH ClClHN 3Cl OHOH ClClCl,OH 均为顺（面）式 Cl,OH 均为反（经）式 Cl 反（经）式,O H 顺（面）式图27.227.31化学式为Co(NH 3)4CO 3Br 的化合物可能有三个异构体。
超材料(metamaterials)
在一个各向同性的物质中可写成：
k2 2 n2
c2
如果我们不考虑损耗，认为和 都是实数，则如果和 同时反号则对于这种关系没有影响。
“逆行波”
电磁波传播的能量是由坡印亭矢量表示
S c EH
4
在一般的材料中，S与波矢k具有共同的方向，即电磁波 的能量传输方向与相位传输方向相同
Infiltrating PLZT precursor into the voids of the colloid crystal and drying
PLZT precursor gel infilled polystyrene microspheres
Sintering
Ceramic PLZT inversed OPAL
“超材料”设计路线
基本原理
研究方法
设计空间
已有材料
半导体超晶格 光子晶体 “左手材料” 超磁性材料 声子晶体与声学超结构 有序天线基板 。。。。。
实例：“超磁性”材料
光子晶体
什么是光子晶体？
几个基本概念
光子能带：电磁波在由不同介电材料组成的周期
性的结构中传播时，同半导体中的电子一样，也会形 成能带结构--光子能带。 光子能隙：光子能带之间可能没有重叠，这样，也会 形成同半导体一样的能隙--光子能隙。频率落在光子 能隙中的电磁波是禁止传播的。 光子晶体：具有光子能隙的介电材料构成的周期结构
基本设计思想
通过各种层次的有序结构实现对各种物理量的调制，从而 获得自然界中在该层次上无序或无结构的材料所不具备的 物理性质。
自然界中物质的有序主要存在于原子层次－－原子的有序 排列形成晶体，进而产生一些无定型态所不具备的物理特 征。
依此类比，在其它层次上的有序排列则可能获得一定程度 的自然界中的材料所不具备的物理性质。
激子与金属表面等离激元体系相互作用的手性及荧光特性研究
激子与金属表面等离激元体系互相作用的手性及荧光特性探究等离激元是表面等离子体波与电磁波耦合产生的激发态，它的爱好在于它可以用于表面增强荧光（Surface-Enhanced Fluorescence, SEF），导致荧光增强并且增强了荧光准量化分析的灵敏度。
激子是一种存在于半导体体系中的载流子激发态，它们的存在对半导体表面敏感，这些表面上的激子和等离子体波耦合会产生激发态，称之为激子-等离子体耦合（exciton-plasmon coupling）。
这篇论文主要探究了激子与金属表面等离激元体系互相作用的手性及荧光特性。
本探究使用SERS技术来探究激子与金属表面等离激元体系的互相作用。
我们接受化学还原法制备了镉硫化物纳米晶与贴近表面银纳米颗粒偶合的体系。
我们利用自组装技术使得这些纳米晶沉积在金属表面颗粒上。
我们进一步利用CD（循环二色光谱）来在解决手性问题上援助我们感知激子和等离子体波之间的耦合干系。
我们还比较了镉硫化物的纳米晶在CD突破对称性下的左旋和右旋荧光，我们探究了这些荧光在SERS活性表面上的碰撞增强效应，建立了纳米晶的10倍增强荧光信号。
分析试验结果表明体系具有分外好的手性，也表明激子与金属表面等离激元之间耦合的本质特点，为后续的激子-等离子体耦合探究提供了新思路。
关键词：等离激元；表面增强荧光；激子-等离子体耦合；手性；荧通过本探究，我们证明了镉硫化物纳米晶与贴近表面银纳米颗粒偶合的体系能够产生分外强的荧光增强效应。
同时，我们也发现激子和金属表面等离子体波之间存在一种手性耦合干系，这为后续的激子-等离子体耦合探究提供了新的思路。
这种手性耦合现象可以通过CD技术来检测和探究。
我们的探究结果不仅提高了荧光准量化分析的灵敏度，也为生化检测、细胞成像和生物医学诊断等领域提供了新的可能性。
与此同时，我们的探究还为理解激子与等离子体波之间的耦合机制提供了新的视角。
我们期待将来能够进一步探究和利用这种耦合机制，以实现更加高效和精确的能量转换和传递针对生物检测和成像的应用，镉硫化物纳米晶和贴近表面的银纳米颗粒的耦合系统已经被确认是分外有效的荧光增强平台。