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研究生: 温芳儀
Wen, Fang-Yi
論文名稱: 金奈米粒子於鐵酸鉍薄膜上的色散特性研究
Study of Dispersion Relation of Gold Nanoparticles on BiFeO3 Thin Films
指導教授: 陳宜君
Chen, Yi-Chun
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 物理學系
Department of Physics
論文出版年: 2015
畢業學年度: 103
語文別: 中文
論文頁數: 83
中文關鍵詞: 金奈米粒子鐵酸鉍導電性色散曲線
外文關鍵詞: gold nanoparticles (AuNPs), BiFeO3 (BFO), conductivity, dispersion curve
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  • 金奈米粒子受到外加電場的影響,造成電子雲集體震盪產生表面電漿子。又因為金奈米粒子的表面電漿共振頻率易受到周圍環境及基板的影響,及其電場高度局域於表面的特性,因此,金奈米粒子被廣泛應用於生醫檢測及表面增強拉曼光譜上。
    在本研究中,我們藉由將金奈米粒子放置於具有導電性的鐵酸鉍(BFO)薄膜上,研究鐵酸鉍薄膜的導電性對金奈米粒子色散曲線的影響,並改變鐵酸鉍薄膜的導電性,觀察奈米粒子的色散曲線的變化。
    我們利用具有些微導電性的鐵酸鉍薄膜做為基板,透過外加電壓的方式,讓兩種不同底電極的鐵酸鉍薄膜一個導電性上升,另一個則導電性下降,並利用導電式原子力顯微鏡(C-AFM)確認加電壓區域的導電性變化。最後將金奈米粒子均勻鋪灑於導電性改變的鐵酸鉍薄膜上,利用稜鏡全反射的方式量測金奈米粒子於鐵酸鉍薄膜上之表面電漿色散曲線。
    以此實驗方法,我們可以藉由外加電壓改變基板導電性的方式來調控金奈米粒子的色散曲線,以期未來可以在微小尺度上做導電性的調控,得到一可調式色散曲線之元件。

    In this study, we mainly focus on how to manipulate the surface plasmon resonance (SPR) by varying the conductivity of substrate. The BiFeO3 (BFO) film was used as the substrate to affect the physical properties of AuNPs due to its strong spontaneous polarization and tunable conductivity. We manipulated the conductivity of BFO by applying external voltages and measured the local conductivity of the BFO film by conducting atomic-force microscopy (C-AFM). The dispersion relations of AuNPs on BFO were measured by total reflection method with sample put on the backside of the prism. As the AuNPs placed on substrate with different conductivity, its surface plasmon dispersion curve in absorption spectrum revealed significant different curves. This shows our AuNPs dispersion curve has been successfully tuned by two different conductivity variations after we applied external voltages on BFO.

    目錄 摘要.....I Study of Dispersion Relation of Gold Nanoparticles on BFO Thin Films......II 致謝......VII 目錄......VIII 表目錄......XI 圖目錄......XII 第一章 緒論.......1 第二章 文獻回顧......3 2.1 金模的表面電漿共振......3 2.2 金屬奈米粒子的局域性表面電漿共振......15 2.3 基板效應......18 2.4 鐵電性材料......25 2.4.1 鐵電性材料基本介紹......25 2.4.2 鐵酸鉍薄膜之導電特性......29 第三章 實驗方法......34 3.1 實驗流程......34 3.2 金奈米粒子的製備方法......35 3.3 原子力顯微鏡(AFM)......37 3.3.1 掃描式探針顯微鏡之原理與架構......37 3.3.2 原子力顯微鏡之系統架構......38 3.3.3 原子力顯微鏡之成像原理......39 3.3.4 導電式原子力顯微鏡(C-AFM)......42 3.4 光譜量測之光路架構......43 第四章 實驗結果與討論......46 4.1 不同基板之色散特性曲線......47 4.1.1 金膜之色散曲線......47 4.1.2 金奈米粒子之色散曲線......52 4.2 不同金奈米粒子間距對色散曲線的影響......56 4.3 金奈米粒子於不同導電性變化的鐵酸鉍基板之色散特性......61 4.3.1 金奈米粒子間距大......63 4.3.2 金奈米粒子間距小......66 4.4 金奈米粒子於導電性週期性變化的鐵酸鉍基板之色散特性......70 第五章 結論...... 79 參考文獻......81

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    下載圖示 校內:2017-09-04公開
    校外:2017-09-04公開
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