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题目:SERS对吸附分子的应用分析研究

关键词:表面增强拉曼散射,C_60,C_60分子LB膜,液晶5CB分子

  摘要

自从1974年表面增强拉曼散射SERS被发现以来,由于它具有极高的探测灵敏度和高的分辨率等特点,成为表面分子振动的一种独特的实时实地检测分析手段,尽管有关SERS的理论与实验研究工作已取得了很多成就,但迄今为止,人们对表面增强拉曼散身产生的机理仍然没有一个统一的认识,所提出的各种模型也只能解释一定条件下的部分现象。目前,SERS的研究中心已从机制研究向技术应用方面转移。在SERS的应用研究领域的不断发展,将有助于对其机制的进一步了解,从而促进SERS理论的发展和完善。本论文的主要工作是利用SERS技术对几种具有应用价值的分子进行结构分析与研究。其主要的研究内容及结果有以下三个部分: 1、分子LB膜的SERS研究,LB膜为SERS机理研究提供极大的方便:而SERS高的探测灵敏度又能有效地研究LB膜中的分子结构。目前,关于C60 LB膜的研究还比较少,而C60 LB 膜的SERS研究至今还未见报道。本实验首次报道了在银镜衬底上的制备的薄膜的拉曼谱进行比较,发现C60LB膜的SERS确良光谱,并进行了分析研究:共观察到C60的十二个振动谱峰,通过对其结构特征进行标识,并与蒸镀在金衬底上的C60薄膜的拉曼谱进行比较,发现膜具有极高的取向一致及排列有序,LB膜结构完整。另外,还对SERS谱中的频移及新谱峰351 cm-1和530 cm-1的出现作了分析研究,认为这两个新谱峰是由于分子成膜时分子的对称性降低所致。此外,一般拉曼普谱中不易观察到的1100 cm-1和1250 cm-1峰在LB膜SERS谱中清晰可见。 2、液晶5CB分子的SERS研究,液晶分子结构决定液晶化合物的物理化学性质,因此对其结构的研究相当重要。但由于液晶分子结构复杂,构成振动谱的许多振动模式发生重叠,这就为拉曼振动谱结构分析带来了一定的困难。本工作首次利用SERS研究5CB分子的吸附状态,即5CB分子在银镜表面是垂直吸附的。通过分析我们认为,SERS可以作为研究长烷基锭液晶分子结构、相变及取向的一种有效方法。 这部分结果将发表在《科学通报》 3、分子"石墨化"的SERS研究子自被发现以来一直是物理化学界关注的热点。关于其性质的各种研究报道也很多。目前人们仍在从不同的角度对其进行研究,以期获得对C60分子全面而完整的认识。C60分子"石墨化"的现象已有报道,但对其出现的原因却未见到详细的研究。本文利用SERS技术,对吸附在具有不同导热率的三种衬底上C60分子出现是由于激光的加热效应而非光化学效应引起的。同时还指出了避免"石墨化"的几种可靠的方法。