二维金银复合纳米阵列的制备与光学传感性能优化研究

本篇论文深入探讨了物联网与智慧交通领域中二维金银复合纳米阵列的制备过程及其光学传感性能。首先，作者通过使用乙烯纳米粒子和平面毛细组装技术，精确控制聚苯乙烯纳米粒子的浓度、溶液蒸发速度以及涂胶方法，制备出高质量的聚苯乙烯纳米粒子掩模，以实现单分散自组装。研究发现，基片倾斜角度对纳米掩膜的形成至关重要，特定角度如50度或100度可获得单层密排的PS纳米阵列。 接下来，作者通过物理气相沉积技术，如电阻热蒸发、电子束蒸发沉积和磁控溅射沉积，对比分析了这些方法对二维有序纳米阵列的结构与形貌影响，结果显示电阻热蒸发法能提供较为完整的三角形六角排列阵列。 论文着重解决了金属纳米粒子与基底粘附问题，通过引入铬过渡层，优化了有序金银复合纳米阵列的制备。实验显示，铬过渡层能显著改善银纳米阵列的结构，特别是三角形角部的尖锐度，提高传感器的信号检测性能。过渡层的沉积顺序也对大面积二维纳米阵列的形成有影响，应在模板球排列后进行。 利用数值模拟（DDA算法），作者详细分析了不同铬过渡层厚度对金银复合三角形纳米阵列的光学特性，如吸收谱、折射率灵敏度和品质因子。实验结果显示，8am和12nm的铬层厚度提供最佳的性能，包括适当的吸光度、高折射率灵敏度和稳定的品质因子。过渡层厚度在3至8nm范围内，阵列形态更为规则。 此外，论文还探讨了基底折射率对金银复合纳米阵列光学性能的影响。当基底折射率分别为1.43和1.68时，纳米阵列表现出理想的折射率灵敏度和品质因子，且与贵金属纳米粒子的粘合性良好，阵列结构清晰。 最后，通过对比金银复合纳米阵列、纯银纳米阵列以及氧化银纳米阵列的光学性能，研究发现金银复合纳米阵列在防止氧化的同时，保持了银纳米阵列的良好光学特性，这对于提升智慧交通中的传感应用具有重要意义。 这篇论文通过对二维金银复合纳米阵列的精细制备策略和性能分析，为物联网和智慧交通领域中的光学传感应用提供了关键技术支持，有望推动相关技术的发展和应用。