納米顆粒的吸收光譜
關(guān)注創(chuàng)建者：周唯 創(chuàng)建時(shí)間：2022-02-07
納米顆粒的吸收光譜的視頻教程
012 - FDTD金屬納米球陣列的吸收截面（含講解視頻）
012 - FDTD金屬納米球陣列的吸收截面（含講解，66元） ? 基本介紹： ·? 主要內(nèi)容：對(duì)于20×20個(gè)納米金球構(gòu)成的陣列，球直徑為20 nm，球與球之間的間距為20 nm（即排列周期為40 nm）。
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納米顆粒的吸收光譜的實(shí)例教程
后處理用于計(jì)算吸收和衍射截面，并導(dǎo)出場(chǎng)輪廓。
近場(chǎng)強(qiáng)度(偽色，對(duì)數(shù)尺度)在兩個(gè)截面和三角形網(wǎng)格的幾何結(jié)構(gòu)
計(jì)算域定義為xy平面上的一個(gè)平行四邊形。在第6行中，選擇了將y軸定義為坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸。球體由一個(gè)(旋轉(zhuǎn)的)扇形(23-33行)定義，基片由一個(gè)(旋轉(zhuǎn)的)平行四邊形定義。
密度積分后處理可用于計(jì)算吸收截面。 通量積分后處理可用于計(jì)算散射截面。 (另外，遠(yuǎn)場(chǎng)計(jì)算/傅里葉變換后處理也可以用于獲得角相關(guān)的散射振幅) 在本例中，Export Fields后處理用于可視化目的。
data_analysis文件夾還包含一個(gè)腳本，其中幾何、材料、光源和計(jì)算參數(shù)可以設(shè)置，并在其中執(zhí)行波長(zhǎng)掃描，產(chǎn)生波長(zhǎng)依賴的吸收和散射截面計(jì)算(包括相應(yīng)的模板文件layout.jcmt、sources.jcmt、materials.jcmt、project.jcmpt)。 請(qǐng)注意，在這種情況下，JCMsuite是在Daemon模式下使用的，它允許同時(shí)執(zhí)行各種波長(zhǎng)的波長(zhǎng)掃描。 有了適當(dāng)?shù)挠布驮S可證，所有波長(zhǎng)響應(yīng)可以同時(shí)計(jì)算，允許快速計(jì)算整個(gè)參數(shù)掃描。
襯底頂部納米球基于波長(zhǎng)的吸收和散射
展開 40和12 nm組GNP的直徑標(biāo)準(zhǔn)偏差相對(duì)較高，因?yàn)樗鼈兎謩e占近10％和30％，而80 nm組的多分散性較小，因?yàn)槠錁?biāo)準(zhǔn)偏差僅為納米顆粒直徑的6.5％ 。盡管如此，TEM圖像（圖2）表明所有金納米顆粒均布均勻，沒有聚集或團(tuán)聚的跡象。透射光譜顯示在該圖的第二部分（圖2）。
圖
2.
（a）12 nm GNP，（b）40 nm GNP和（c）80 nm GNP的預(yù)聚合特征：（ii）納米顆粒在其溶液中的透射光譜；（iii）無(wú)論是通過實(shí)驗(yàn)還是根據(jù)Mie理論預(yù)測(cè)，改變納米顆粒溶液的折射率對(duì)表面等離振子共振位置的影響。
聚合前后，顯影后的納米復(fù)合材料的透射光譜及其圖像如圖
3所示。對(duì)于三組納米顆粒中的每組，將四個(gè)不同的體積濃度添加到水凝膠溶液，其中A和D分別代表最低和最高NP濃度的樣品。這樣做是為了研究NP添加對(duì)已開發(fā)的納米復(fù)合材料鏡片透射光譜的影響。
圖
3.聚合的12 nm GNC，40 nm GNC和80 nm GNC（從左到右）：
（a）聚合納米復(fù)合材料的透射光譜；（b）納米復(fù)合物在聚合之前的溶液（規(guī)模：10毫米）；（c）聚合溶液并獲得納米復(fù)合材料鏡片的步驟；（d）不同濃度（比例：10毫米）的聚合納米復(fù)合材料鏡片。注意，A和D分別具有最低和最高濃度的添加的納米顆粒。
為了驗(yàn)證納米粒子在透鏡內(nèi)的聚集或簇形成，對(duì)最低和最高濃度的納米復(fù)合材料橫截面的
SEM顯微照片進(jìn)行了成像，如圖4所示。首先，低和高濃縮為12nm GNCs，在所示圖4一個(gè)（I，II），沒有明顯的聚集體，像其他兩組在圖4 B，C。同樣，可見的納米粒子（可能是一簇簇的粒子）被均勻分散。但是，在12 GNC的高濃度樣品中，可見納米顆粒的尺寸比低濃度樣品中的可見納米顆粒的尺寸稍大。
展開 【科研摘要】
木材是一種生態(tài)友好且豐富的基材，并且可以通過大規(guī)模納米技術(shù)進(jìn)行功能化。但是，木材中的分層結(jié)構(gòu)和相互連接的纖維阻礙了納米粒子向木材中的滲透。最近，
瑞典皇家理工學(xué)院
Lars A. Berglund
教授
團(tuán)隊(duì)用金和銀鹽對(duì)脫木素的木材浸漬，這是通過微波輔助合成原位還原為等離激元納米顆粒。
透明生物復(fù)合材料由具有結(jié)構(gòu)顏色的承重材料形式的含納米顆粒的木材制成。
著色源自納米粒子表面等離激元，其需要低尺寸的分散性和粒子分離。脫木素的木材充當(dāng)綠色還原劑和納米顆粒所附著的增強(qiáng)支架，從而預(yù)先設(shè)計(jì)了它們?cè)诶w維“管”表面上的分布。
使用掃描透射電子顯微鏡（
STEM），能量色散光譜（EDS）和拉曼顯微鏡對(duì)納米級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，以確定粒徑，粒徑分布以及結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系。光學(xué)特性，包括對(duì)偏振光的響應(yīng)，是特別令人關(guān)注的。
相關(guān)論文以題為
Facile Processing of Transparent Wood Nanocomposites with Structural Color from Plasmonic Nanoparticles
發(fā)表在《
C
hemistry of Materials
》上。
【主圖導(dǎo)讀】
圖
1.
（a）結(jié)構(gòu)化的TW處理的示意圖：脫木質(zhì)的木材中浸入了金屬鹽（銀或金），這些金屬鹽通過微波輔助合成原位還原成等離子體納米顆粒。然后將含納米顆粒的基材浸入單體中，并固化成具有結(jié)構(gòu)顏色的TW復(fù)合材料。（b）輕木，脫木素的基材，銀的基材，金的基材，（c）Ag-TW和（d）Au-TW的照片。
圖
2. Ag-TW和Au-TW的光學(xué)特性：
（a）總透射率和（b）偏振分裂比。
展開 納米顆粒通常具有與本體材料不同的光學(xué)，電學(xué)，磁學(xué)或催化性質(zhì)。然而，通常納米顆粒的團(tuán)聚會(huì)嚴(yán)重影響這些特殊的納米特性，因此，使納米顆粒相互分開，可以長(zhǎng)時(shí)間地穩(wěn)定其性能。
加州理工學(xué)院化學(xué)與化學(xué)工程系Giapis教授組利用無(wú)針靜電紡絲技術(shù)，通過將電解質(zhì)磷酸二氫銫（CDP）與聚乙烯吡咯烷酮（PVP）或聚乙烯醇（PVA）聚合物溶液混合，并加入少量以DMF為溶劑的聚苯胺（PANI）溶液來增加樣品的電導(dǎo)率。在靜電紡絲后高溫?zé)崽幚?em>納米纖維樣品，成功制得了可用于固體酸性燃料電池（SAFCs）的納米纖維電極。
在靜電紡絲過程中，DMF較低的蒸汽壓導(dǎo)致其不易揮發(fā)。磷酸二氫銫（CDP）由于不溶于DMF，在靜電紡絲末期易形成過飽和狀態(tài)，會(huì)在PVP或PVA納米纖維內(nèi)部及表面成核結(jié)晶“長(zhǎng)出”納米顆粒。同機(jī)械壓制磷酸二氫銫（CDP）粉末生產(chǎn)的陰極相比，該納米纖維電極在每個(gè)電流密度下都具有更高的電池電壓，其原因是納米纖維電極表面積（21m2/g）相比于傳統(tǒng)陰極表面積（2.4m2/g）更大，約為9倍。同時(shí)因?yàn)镻VP和PVA在氧化還原反應(yīng)中沒有活性，所以需要通過300℃高溫?zé)崽幚砣コＴ谠搶?shí)驗(yàn)中，PVP與PVA不同的熱解性質(zhì)導(dǎo)致了PVP基納米纖維相比于PVA基納米纖維具有更好的電化學(xué)性能。該方法維持了納米顆粒的分散狀態(tài)，為在納米纖維表面附著納米顆粒提供了新的思路。
該研究成果近期發(fā)表于《Nature Communications》上。
圖文速遞
圖1.靜電紡絲過程的示意圖。納米顆粒修飾的納米纖維由透明聚合物溶液一步制成，溶液中含有溶解的磷酸二氫銫（CDP）和聚合物。在浸入溶液中的旋轉(zhuǎn)電極上會(huì)形成多個(gè)泰勒錐。在收集電極上吹熱空氣，使得靜電紡絲能夠在低聚合物濃度下進(jìn)行。具有CDP納米顆粒的纖維會(huì)大面積地沉積到收集電極上。
圖2.橫截面掃描電子顯微鏡（SEM）圖像。
展開 【科研摘要】
木材是一種生態(tài)友好且豐富的基材，并且可以通過大規(guī)模納米技術(shù)進(jìn)行功能化。但是，木材中的分層結(jié)構(gòu)和相互連接的纖維阻礙了納米粒子向木材中的滲透。最近，
瑞典皇家理工學(xué)院
Lars A. Berglund
教授
團(tuán)隊(duì)用金和銀鹽對(duì)脫木素的木材浸漬，這是通過微波輔助合成原位還原為等離激元納米顆粒。
透明生物復(fù)合材料由具有結(jié)構(gòu)顏色的承重材料形式的含納米顆粒的木材制成。
著色源自納米粒子表面等離激元，其需要低尺寸的分散性和粒子分離。脫木素的木材充當(dāng)綠色還原劑和納米顆粒所附著的增強(qiáng)支架，從而預(yù)先設(shè)計(jì)了它們?cè)诶w維“管”表面上的分布。
使用掃描透射電子顯微鏡（
STEM），能量色散光譜（EDS）和拉曼顯微鏡對(duì)納米級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，以確定粒徑，粒徑分布以及結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系。光學(xué)特性，包括對(duì)偏振光的響應(yīng)，是特別令人關(guān)注的。
相關(guān)論文以題為
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發(fā)表在《
C
hemistry of Materials
》上。
【主圖導(dǎo)讀】
圖
1.
（a）結(jié)構(gòu)化的TW處理的示意圖：脫木質(zhì)的木材中浸入了金屬鹽（銀或金），這些金屬鹽通過微波輔助合成原位還原成等離子體納米顆粒。然后將含納米顆粒的基材浸入單體中，并固化成具有結(jié)構(gòu)顏色的TW復(fù)合材料。（b）輕木，脫木素的基材，銀的基材，金的基材，（c）Ag-TW和（d）Au-TW的照片。
圖
2. Ag-TW和Au-TW的光學(xué)特性：
（a）總透射率和（b）偏振分裂比。
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納米顆粒的吸收光譜的最新內(nèi)容
這個(gè)教程的例子模擬光散射到襯底上的球面粒子。粒子被S偏振和p偏振的斜射平面波照射。JCMsuite計(jì)算近場(chǎng)解。后處理用于計(jì)算吸收和衍射截面，并導(dǎo)出場(chǎng)輪廓。
近場(chǎng)強(qiáng)度(偽色，對(duì)數(shù)尺度)在兩個(gè)截面和三角形網(wǎng)格的幾何結(jié)構(gòu)
計(jì)算域定義為xy平面上的一個(gè)平行四邊形。在第6行中，選擇了將y軸定義為坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸。球體由一個(gè)(旋轉(zhuǎn)的)扇形(23-33行)定義，基片由一個(gè)(旋轉(zhuǎn)的)平行四邊形定義
這個(gè)教程的例子模擬光散射到襯底上的球面粒子。粒子被S偏振和p偏振的斜射平面波照射。JCMsuite計(jì)算近場(chǎng)解。后處理用于計(jì)算吸收和衍射截面，并導(dǎo)出場(chǎng)輪廓。
近場(chǎng)強(qiáng)度(偽色，對(duì)數(shù)尺度)在兩個(gè)截面和三角形網(wǎng)格的幾何結(jié)構(gòu)
計(jì)算域定義為xy平面上的一個(gè)平行四邊形。在第6行中，選擇了將y軸定義為坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸。球體由一個(gè)(旋轉(zhuǎn)的)扇形(23-33行)定義，基片由一個(gè)(旋轉(zhuǎn)的)平行四邊形定義
本案例模擬了一帶有納米顆粒的板狀結(jié)構(gòu)在一側(cè)收縮和兩側(cè)同時(shí)收縮過程中的卷曲變形過程，模擬結(jié)果如圖所示：
感興趣的朋友，歡迎合作交流！
這個(gè)教程的例子模擬光散射到襯底上的球面粒子。粒子被S偏振和p偏振的斜射平面波照射。JCMsuite計(jì)算近場(chǎng)解。后處理用于計(jì)算吸收和衍射截面，并導(dǎo)出場(chǎng)輪廓。
近場(chǎng)強(qiáng)度(偽色，對(duì)數(shù)尺度)在兩個(gè)截面和三角形網(wǎng)格的幾何結(jié)構(gòu)
計(jì)算域定義為xy平面上的一個(gè)平行四邊形。在第6行中，選擇了將y軸定義為坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸。球體由一個(gè)
本案例首先基于圖像處理方法將SEM二維掃描圖像的孔隙模型進(jìn)行了提取，如圖1所示。將提取的孔隙網(wǎng)絡(luò)模型導(dǎo)入有限元軟件中進(jìn)行滲流模擬，模擬結(jié)果如圖2所示。
圖1 二維孔隙網(wǎng)絡(luò)模型，圖中藍(lán)色部分為孔隙部分，紅色部分為巖體部分
圖2 孔隙滲流場(chǎng)及孔隙內(nèi)細(xì)顆粒遷移運(yùn)動(dòng)過程
感興趣的朋友，可下載模型源文件，歡迎交流！
參考文獻(xiàn)是 南京大學(xué) 碩士畢業(yè)論文《金屬納米顆粒有序陣列中Fano共振的產(chǎn)生條件》-靳悅榮。
本文不討論fano共振，僅僅介紹文中涉及到的三種情況下的納米顆粒，這三種情況幾乎囊括了大部分關(guān)于納米顆粒的仿真情況。
情況一：有限數(shù)目的納米顆粒處于無(wú)限大的均勻介質(zhì)中。比如納米顆粒位于無(wú)限大的水中，或者無(wú)限大的空氣中。
下圖是論文中橢圓金顆粒位于無(wú)窮大空氣中，求其消光譜，下面是論文圖VS我的復(fù)現(xiàn)結(jié)果
參考論文是南京郵電大學(xué)碩士畢業(yè)論文《光力和光熱效應(yīng)的有限元分析方法研究》。
模型如下
在真空中有一個(gè)銀納米棒，有平面光從上往下照射，研究納米棒受到的光力。
下圖是論文圖VS我的仿真結(jié)果。
本文復(fù)現(xiàn)了論文《基于磁激元效應(yīng)的石墨烯-金屬納米結(jié)構(gòu)近紅外吸收研究》-陳浩 該篇論文中所有結(jié)果。
基于磁激元效應(yīng)的石墨烯-金屬納米結(jié)構(gòu)近紅外吸收研究.pdf
首先，模型如下
在半無(wú)窮大Ag襯底上有一層sio2，sio2上面有周期性的Ag納米顆粒，一束平面光從上往下垂直照射，作者發(fā)現(xiàn)在Ag納米顆粒上面鋪一層石墨烯，能大大提高對(duì)近紅外光波段的光的吸收。
首先 撇開石墨烯不談，這個(gè)模型是仿真超材料吸收方面的基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)
015 - FDTD金納米棒的吸收、散射、消光截面（僅包含模型文件，46元）
基本介紹：
主要內(nèi)容：根據(jù)發(fā)表在 Langmuir 上的論文《Synthesis of Absorption-Dominant Small Gold Nanorods and Their Plasmonic Properties 作者：Henglei Jia等》，重復(fù)了圖2a、圖2b、圖2c、圖2d；
微生物燃料電池(MFCs)，可以直接將儲(chǔ)存在有機(jī)物中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，在發(fā)電和廢水處理中具有重要意義。 然而，目前的MFCs通常表現(xiàn)出令人不滿意的低功率密度，這在很大程度上受到緩慢的跨膜和細(xì)胞外電子傳遞過程的限制。 在此，來自美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校的段鑲鋒&黃昱等研究者，報(bào)告了一種合理的策略，通過引入跨膜和外膜銀納米顆粒大幅提高希瓦氏菌MFCs的電荷提取效率。相關(guān)論文以題為“Silvernano
