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求助，關于LSPR和 LSP 對熒光增強之間的關系 已有1人參與
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本人新人一枚，之前沒有接觸過金屬表面增強這方面的實驗，課題組里沒有人做這方面的內容。。。這是背景。。。。老板給了一個課題是關于金島膜增強熒光的�？戳艘恍┪墨I，也對它的增強機理有了一些了解，但是把這些內容串在一起時發(fā)現(xiàn)好多東西都亂了。 1.關于熒光增強，我的理解是這樣的，我采用的是金島膜，粒徑在100-200nm之間，形狀不規(guī)則�；诮饙u膜的等離子體共振應該是LSPR。這個理解對嗎？ 2.激發(fā)LSPR需要波矢匹配，所以應該是某個特定的頻率才能引起LSPR，這在吸收光譜中體現(xiàn)在吸收峰上。 3.形成表面等離激元是形成表明等離子體共振的基礎，對嗎？只要有電磁波照射到金島表面上，就會有表面等離激元形成，而當入射電磁波波矢與電子振蕩波矢相等時，就會形成LSPR。這樣理解對嗎？ 4.由于亞波長尺寸的金島空間不確定性小，導致波矢不確定性大，可以認為其表面有很多種波矢，能與不同波長的電磁波匹配，不同波長的電磁波都能引起同一個金島的LSPR，這樣理解對嗎？那么為什么還有吸收峰呢？ 5.只要形成了表面等離激元就能與熒光基團作用，增強熒光，只不過當達到LSPR時，局域場增強等作用最大，此時熒光增強的效果最好？ 6.假如我想增強的熒光分子的最佳激發(fā)波長在300，而金島的吸收曲線在600nm出現(xiàn)吸收峰，那么我用300激發(fā)熒光分子是否有增強作用？參考之前雙層銀島膜增強DNA熒光的模型，銀島膜的吸收峰在400nm左右，而實驗用了283nm激發(fā)DNA，也有增強，這里面283nm激發(fā)波長使銀島產生LSPR了嗎？還是僅僅是SP。 6局域場增強引起熒光增強的理論我看文獻中說是要產生表明等離子體共振才行，而輻射衰減工程理論似乎不需要達到共振，只提到了能量轉移。那么是否可以這么理解：局域場增強效應是要求共振的，適合量子產率高的熒光分子，而輻射衰減工程可以通過改變量子產率來增強熒光，不需要共振，特別適合量子產率低的分子。 |
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 SPR表面等離子體共振 |
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http://www.gaoyang168.com/bbs/viewthread.php?tid=4888385&authorid=1509115 這個帖子里面有一個解釋，看了之后還是有不理解的地方： 金屬原子核對其最外層電子的吸引力較弱，從而金屬內部存在大量的自由電子。自由電子帶負電，離域在各個帶正電的原子核之間，為整個體系所共有。在金屬內部正、負電荷電量相等，對外不顯電性，處于平衡狀態(tài)體系中，通常把這種體系稱為金屬中的等離子體。在某種外部干擾（如光、高能電子束等）的作用下，金屬結構內部自由移動的電子會相對原來的平衡位置產生位移，產生正負電荷的分離，此時，電子會受到正電荷中心的庫侖力作用，使它們返回到原來的平衡位置，由此產生的回復力使得自由電子在正負電荷中心位置發(fā)生往復振蕩，這種現(xiàn)象就稱為等離子體振蕩（Plasmon Oscilation）。//等離子體振蕩和等離子體激元有什么區(qū)別？ 外部干擾（例如光）引起金屬表面等離子體振蕩，當二者滿足能量匹配和動量匹配的條件時，產生金屬表面等離子體共振（SPR）現(xiàn)象，激發(fā)金屬表面等離子體激元（SPP）。金屬表面等離子體激元實際上是在金屬表面存在的自由振動的電子與外部干擾（例如光）相互作用產生的沿著金屬表面?zhèn)鞑サ碾娮邮杳懿ǎＲ埠喎Q為金屬表面等離子體。金屬表面等離子體激元存在兩種形式：一種是在連續(xù)的金屬膜表面?zhèn)鞑�，稱為傳導型表面等離子體（PSP）；一種是限域在納米粒子表面，稱為局域表面等離子體（LSP）。//是否說明先有LSPR，再有LSP的？ 激發(fā)PSP和LSP的能量匹配條件很容易滿足，只要外部干擾（例如光）的頻率與金屬表面自由電子振動的頻率一致即可，而二者滿足動量匹配條件的難易程度不同。動量匹配也即波矢的匹配，對PSP來說，表面等離激元的色散曲線在自然光的右側 ，在相同頻率的情況下，其波矢量比光波矢量要大，所以一般可見光是無法激發(fā)的，而為了激勵PSP，需要引入一些特殊的結構達到波矢匹配，常用的有棱鏡耦合、波導結構、衍射光柵結構等等；對于金屬納米顆粒，表面等離子體激元將被局域在金屬納米顆粒的邊界附近形成LSP，空間局域化后，由于不確定原理得知，波矢匹配的條件很容易滿足（空間不確定度很小，波矢不確定度很大，表面等離子體的色散關系曲線近似于平行x軸的直線），局域化的表面等離子體振蕩因而可以很容易被遠場輻射過來的光波激發(fā)。局域表面等離子體共振是貴金屬納米粒子的重要光學特征，使得貴金屬納米粒子能在可見光區(qū)表現(xiàn)出體相材料中所觀察不到的強吸收帶。//LSPR的激發(fā)很容易，不過還是要特定波長才行？ 產生局域表面等離子體共振時，會在納米粒子附近產生很強的局域電磁場，正是這增強的電磁場產生極重要的增強應用，比如MEF、SERS。//輻射衰減工程不需要共振吧？ |
2樓2015-01-12 18:03:16
3樓2015-01-14 08:44:50
kangyipu
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kangyipu
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1.關于熒光增強，我的理解是這樣的，我采用的是金島膜，粒徑在100-200nm之間，形狀不規(guī)則�；诮饙u膜的等離子體共振應該是LSPR。這個理解對嗎？ 對 2.激發(fā)LSPR需要波矢匹配，所以應該是某個特定的頻率才能引起LSPR，這在吸收光譜中體現(xiàn)在吸收峰上。 是 3.形成表面等離激元是形成表明等離子體共振的基礎，對嗎？只要有電磁波照射到金島表面上，就會有表面等離激元形成，而當入射電磁波波矢與電子振蕩波矢相等時，就會形成LSPR。這樣理解對嗎？ 不是‘只要有電磁波照射到金島表面上，就會有表面等離激元形成’，必須要滿足等離激元的激發(fā)條件（波矢匹配）。等離激元又分為局域表面等離激元LSP和傳導的等離激元Propagating Surface Plasmon Polaritons。 4.由于亞波長尺寸的金島空間不確定性小，導致波矢不確定性大，可以認為其表面有很多種波矢，能與不同波長的電磁波匹配，不同波長的電磁波都能引起同一個金島的LSPR，這樣理解對嗎？那么為什么還有吸收峰呢？ 金島尺寸形貌都不是均勻的，所以對應的匹配電磁波應該范圍較大。在共振波長會有明顯的吸收峰出現(xiàn)�！敖饙u在各波長有相同的共振”這種概率幾乎沒有，所以會有吸收峰出現(xiàn)。 5.只要形成了表面等離激元就能與熒光基團作用，增強熒光，只不過當達到LSPR時，局域場增強等作用最大，此時熒光增強的效果最好？ 是 6.假如我想增強的熒光分子的最佳激發(fā)波長在300，而金島的吸收曲線在600nm出現(xiàn)吸收峰，那么我用300激發(fā)熒光分子是否有增強作用？參考之前雙層銀島膜增強DNA熒光的模型，銀島膜的吸收峰在400nm左右，而實驗用了283nm激發(fā)DNA，也有增強，這里面283nm激發(fā)波長使銀島產生LSPR了嗎？還是僅僅是SP。 除非共振吸收峰very narrow，不然一般差得不太多都會有響應的，只是在共振波段應該最強些。 7.局域場增強引起熒光增強的理論我看文獻中說是要產生表明等離子體共振才行，而輻射衰減工程理論似乎不需要達到共振，只提到了能量轉移。那么是否可以這么理解：局域場增強效應是要求共振的，適合量子產率高的熒光分子，而輻射衰減工程可以通過改變量子產率來增強熒光，不需要共振，特別適合量子產率低的分子。 這個關于熒光分子的就不懂啦 有說的不對的，歡迎交流討論。 |
8樓2017-03-02 23:35:32
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