表面等离子体纳米结构光热效应及纳米颗粒操控

项目名称： 表面等离子体纳米结构光热效应及纳米颗粒操控

项目编号： No.11304289

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 武京治

作者单位： 中北大学

项目金额： 30万元

中文摘要： 金属纳米结构可以用来控制纳米尺度范围内的温度场分布。用表面等离子体谐振频率的激光照射金属纳米结构，可实现光学控制的纳米热源，为研究微观热致效应提供前所未有的技术手段。本项目以金属纳米结构为研究对象，对表面等离子体纳米结构的光热效应进行基础研究。该研究将建立复杂纳米结构热效应的理论模型；研究纳米颗粒在温度梯度场作用下的热泳运动规律；结合纳米结构的光学作用力和热作用力实现纳米颗粒的操控；利用金属纳米颗粒自身热效应，用聚焦激光束实现纳米颗粒有效光学控制。本项目旨在揭示纳米结构光热效应的物理机理，研究纳米颗粒在温度场中的运动规律，实现纳米颗粒的光学操控，为纳米颗粒和表面等离子体器件在生物标记、传感及癌细胞创伤等领域的应用提供理论和技术基础。

中文关键词： 表面等离子体；纳米结构；热传递；；

英文摘要： Plasmonic metallic nanostructures can be used for controlling temperature on the nanoscale. Under illumination at the plasmon resonance, metallic nanostructures, behaving as remotely controllable nano-sources of heat, provide an unprecedented way to study microscopic thermal-induced phenomena. This project investigates the basic principle of the photothermal effect of plasmonic nanostructures. Detailed theoretical models will be developed to study the photothermal effect of complex plasmonic nanostructures. Transport of nanoparticles along the temperature gradient in nanoparticle suspensions will be studied. Nanoparticle manipulation will be realized by taking advantage of both optical force and thermal force in plasmonic nanostructures. The optical trapping of plasmonic nanoparticles will be studied using focused laser beams to create optical and thermal trapping potential wells while the trapped nanoparticles contribute into heat generation. The project aims at understanding the physical mechnism of photothermal effect of nanostructures, studying the thermal-induced motion of nanoparticles in a temperature field, and realizing optical manipulation of nanoparticles, which provides theoretical and technical foundations for applying plasmonic nanoparticles and nanostructures in biomedical labelling, sensing and c

英文关键词： plasmonics；nanostructures；heat transfer；；