本项目利用拉曼光谱技术研究半导体量子点体系,通过拉曼光谱对量子点晶格振动灵敏的特点,研究量子点体系中结构和光学性质之间的关联。为此,在项目执行期间,建立起和能够工作于非导电样品的基于音叉式扫描剪切力显微镜的针尖增强拉曼光谱(TERS)仪器,在该仪器上获得了单层吸附物种的TERS信号。首次在国际上获得了单晶硅表面的修饰的单层分子TERS,和传统的表面增强拉曼光谱(SERS)方法相比,由于TERS中针尖和分子无需直接接触,可以更大程度地避免SERS检测中因纳米粒子和表面直接接触对基底分子结构的改变,可以更真实的反映体系的信息。建立了双波长激发的显微拉曼光谱仪器,系统研究了ZnO、TiO2和CdS等半导体纳米粒子在不同波长激发和同时激发下的拉曼光谱和SERS的变化,表明可见光区双波长的激发对宽带的ZnO没有影响,而显著影响CdS等窄带半导体的光谱特征。极性半导体ZnO在外界强烈局域电磁场作用下发生 Frohlich 效应,导致禁阻峰的出现。以上结果表明同金纳米粒子产生的局域电磁场可以显著影响半导体纳米材料的晶格结构,看到了通过改变激发条件获得半导体纳米材料和量子点的晶格振动和电子运动的信息。
英文主题词Tip-enhanced Raman Spectroscopy;quantum dots,surface-enhanced Raman Spectroscopy, semiconductor, dual-wavelength excitation Raman microscopy