论文部分内容阅读
随着纳米科学与技术的迅速发展，金属纳米颗粒受到越来越多的关注。在各种不同形状的金属纳米粒子中，金纳米棒由于化学性质稳定特别是存在着显著地影响物理性质的纵向等离子体共振特性已经受到了广泛而深入地研究。从根本上来说，金纳米棒的光学特性会被一个正在接近的纳米粒子影响，这是由于改变了金纳米棒的纵向等离子体共振峰位。这个特性已经充分地被利用来制造不同功能的传感器。然而，大多数根据单根金纳米棒设计的传感器通常都是通过测量线性光学性质（如散射）的变化来探测。在实际应用中，探测纵向等离子体共振和精确测量峰位偏移是非常困难，严重阻碍了制作非常高灵敏度的传感器。在物理上可以预计通过探测非线性光学特性（例如二次谐波和双光子荧光）使得传感器在空域和频域上都能提供一个较高的分辨率。我们提出了一种数值计算方法来计算单个金纳米棒的双光子荧光，通过监测系统双光子荧光随金纳米棒与纳米球之间距离的演变，可以提取出纳米球的各种信息，包括移动方向、位置、尺寸和材料类型。 硅量子点由于其无毒、原材料丰富、发射波长可调及良好的生物相容性而在生物医药领域以及能源环境领域引起了广泛的关注。本文我们研究了硅量子点的制备、表征、表面修饰以及在生物成像上的应用。本文按以下五个章节展开描述: 第一章为引言部分，简要介绍了当前国内外在纳米科技、金纳米颗粒、DDA模拟方法、生物成像等多个与本文相关领域的研究进展，同时说明课题开展的意义，采用的研究方法和技术手段。 第二章描述了金纳米棒的光学性质，主要包括消光和荧光两部分。 第三章主要介绍了纳米棒传感器的物理模型。此外，利用数值计算方法计算整个系统（金纳米棒和纳米粒子）的归一化双光子荧光强度的变化来探测纳米粒子的尺寸和材质。 第四章介绍了硅量子点的制备及其在细胞成像上应用。首先简要介绍了硅量子点的制备方法。发现所制备出来的硅量子点无毒，利用硅量子点对HepG2细胞进行共聚焦成像，结果显示成像效果较好。 最后一章概述总结了全文的主要内容和研究工作中存在的一些不足，还讨论了这些研究工作在今后的发展方向。