摘要: 金纳米晶的结构构建需要更加精确的能力去控制其生长过程从而达到一个理想的结构。但是由于仍不明确的生长机理限制了对金纳米晶的控制能力。在本论文中将探讨N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中金纳米晶的动力学生长机制，总结DMF溶剂中金纳米晶生长的基本... 展开 金纳米晶的结构构建需要更加精确的能力去控制其生长过程从而达到一个理想的结构。但是由于仍不明确的生长机理限制了对金纳米晶的控制能力。在本论文中将探讨N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中金纳米晶的动力学生长机制，总结DMF溶剂中金纳米晶生长的基本规律，从而通过动力学控制实现对金纳米晶的理想设计。主要研究内容如下: 1.DMF环境相下均相成核生长机制和动力学控制:通过设计无任何表面控制剂的情况下，最简单的DMF溶剂环境生长，了解了环境相中基本物质对晶体生长的影响。成功构建了{110}晶面的菱形十二面体结构。我们认为这源于DMF对高能{110}晶面的稳定作用。通过仔细分析所得颗粒中一些伪十二面体的结构信息，发现其具有单孪的内部结构特征，DMF同样可以稳定单孪结构表面构筑由{110}晶面包裹的奇特单孪构型，包括菱形梯形共混十二面体、平行四边形十二面体等。同时实现了DMF溶剂中孪晶结构的直接成核生成和生长成孪生成。 2.DMF环境相下异相成核生长机制和动力学控制:通过晶种法异相成核生长方式研究单晶的动力学生长过程。探讨了环境相中的水浓度，晶种浓度、晶种形状、PVP浓度、温度对动力学生长的影响，建立了环境相中各因素的协同效应对单晶晶体的表面从{111}晶面到{110}晶面的动力学的控制。基于类似的控制法则，实现了对完全暴露{110}晶面的五重孪晶的五边形的控制。更重要的是，通过五重孪晶的截角和平面化程度，使得能够对四极子SPR共振的峰位和峰强进行调控。 3.DMF环境相下Ag+辅助的结构控制和设计:通过在DMF生长体系中加入适当的Ag+，构建了新奇的具有亚结构的金纳米晶，同时其生长机制被详细探究。发现了银欠电位沉积对{100}晶面的稳定作用，以及AgCl的表面强钝化作用对原子沉积的限制作用。基于以上两种效应和环境相中的其他影响因素，我们提出了综合协同设计原则，并由此设计并实现了对单晶、五重孪晶高指数面、凸角亚结构、凹陷结构的控制。由此证明了我们所提出控制方法的普适性。 4.金纳米晶结构依赖的自组装和SERS特性:在形状依赖的自组装方面，通过PVP辅助实现了具有六个方块的立方体结构的非面接触一维组装模式。另外，我们通过直接组装方法，实现了八面体、五边形盘、菱形十二面体、[111]方向截角的菱形十二面体的六角密排的组装模式，发现了更高的形状对称性有利于形成对长程自组装结构。同时，菱形十二面体的取向缺陷对空位的形成机制也被详细探讨。在结构（形状和表面晶面）依赖的SERS增强方面，通过探测不同结构的SERS效应，发现了更加紧密堆积结构对物理增强的贡献。但更为重要的是发现了{110}高能面与探测分子之间更强的结合作用，使得其能产生更强的化学增强效应。 收起