4-1 金屬奈米顆粒之鑑定
4-1-1 金奈米棒
金奈米棒是使用雙介面活性系統所合成之。這裡所使用合成出來之金奈米棒其
吸收峰在803 nm，長度為 85.2±5.4 nm，寬度為 22.6±1.9 nm，如圖 4-1。
圖4-1 金奈米棒之 (A)TEM (B)吸收光譜
4-1-2 金/銀-核/殼奈米長方體結構
將原先純化生長好的金奈米棒外再生長銀形成一金/銀-核/殼奈米長方體結
構，其長度為121.7±9.0 nm，寬度為 81.5±19.5 nm，如圖 4-2，實驗中加入之不同 AgNO3量可以改變生長在金奈米棒外圍銀殼的厚度，AA 作為還原銀之還原劑，
NaOH 做為調整 PH 值之溶液，在 60°C 的環境下使銀沉積在金奈米棒外圍，進 行 110 分鐘的反應。
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圖4-2 金/銀-核/殼奈米長方體之 (A)TEM (B)吸收光譜
4-1-3 金棒-金銀合金奈米搖鈴型結構
金棒-金銀合金奈米搖鈴型結構是將金/銀-核/殼奈米長方體結構以 Au(Ⅲ)-CTAC 溶液進行 Galvanic Replacement 反應，將包圍在金棒外的銀殼置換成金銀 合金殼，此時溶液會呈現暗藍色。其長度為111.4±7.6 nm，寬度為 74.5±6.6 nm，
如圖4-3。
圖4-3 金棒-金銀合金奈米搖鈴型結構之 (A)TEM (B)吸收圖譜
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400 600 800 1000
0.0
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分子傾向於在有機溶劑中解吸(desorb)，會導致奈米顆粒聚集 40。純化完成之金 奈米棒被CTAB/CTAC 包圍，為了使轉相的金奈米棒能良好分散，此時加入高濃 度PVP 水溶液，使金奈米棒外形成一 PVP 保護膜，在置換溶劑時便不易使之聚 集。其TEM 如圖 4-5，可看到其結構並無太大的差別，且無聚集現象。及其吸收
光譜如圖4-6，可看到轉相前後吸收波長並無太大改變，而有稍微紅移現象是因
為其溶劑轉換成DMF 其折射率不同而導致。
圖4-5 不同金/銀奈米材料，金奈米棒(A)轉相前(B)PVP(H2O)(C)PVP(DMF)，金 /銀-核/殼奈米長方體結構(D)轉相前(E)PVP(H2O)(F)PVP(DMF)，金棒-金銀合金奈 米搖鈴型結構(G)轉相前(H)PVP(H2O)(I)PVP(DMF)，之 TEM 圖
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圖 4-6 不同金/銀奈米材料，(A)金奈米棒(B) 金/銀-核/殼奈米長方體結構(C)金 棒-金銀合金奈米搖鈴型結構，之轉相吸收圖譜
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4-3 金屬奈米顆粒之 Langmuir–Blodgett
4-3-1 不同奈米結構之 Langmuir–Blodgett
當壓力達23 mN/m 時，即到達金/銀-核/殼奈米長方體結構之最緊密程度，如
圖4-7，此時用 0.2 mm/min 的速率緩慢拉起使之沉積於置備好的玻璃基板上。本 實驗使用了兩種不同的基板，一種為經由 Succinic anhydride 羧酸化(-COOH)的 Polysine 玻璃片，另外一種為將羧酸化(-COOH)後的 Polysine 玻璃片上再沉積上 一層金奈米島狀的基板，如圖4-8。其液態及固態 UV 如圖 4-9。
圖4-7 金/銀-核/殼奈米長方體結構之(A)LB 壓力-面積圖(B)SEM 圖
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圖 4-8 金/銀-核/殼奈米長方體結構(A)Langmuir–Blodgett 圖(B)沉積在，左為羧 酸化的Polysine 玻璃基板右為金奈米島狀薄膜的玻璃基板。
400 600 800 1000
0.0
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圖4-10 金奈米棒之(A)LB 壓力對面積圖(B)SEM 圖
圖4-11 金奈米棒之(A)反射(B)穿透(C)吸收光譜
當壓力達 12.5 mN/m 時，即到達金棒-金銀合金奈米搖鈴型結構之最緊密程
度，如圖4-12。由圖 4-13(A)反射光譜看到金棒-金銀合金奈米搖鈴型結構陣列及
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NOM 結構之光譜無太大差別，代表金棒-金銀合金奈米搖鈴型結構與下面的金屬 島狀並無out-of-plane coupling。
圖4-12 金棒-金銀合金奈米搖鈴型結構之(A)LB 壓力對面積圖(B)SEM 圖
圖4-13 金棒-金銀合金奈米搖鈴型結構之(A)反射(B)穿透(C)吸收光譜
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4-3-2 不同壓力金/銀-核/殼結構之 Langmuir–Blodgett
這裡比較了 4 種不同壓力的金/銀-核/殼奈米長方體結構，壓力即所其材料 所佔密度分別為 5 mN/m (65.34%)、8 mN/m (75.93%)、14 mN/m (76.58%)、17 mN/m (79.87%)。從反射光譜可以看到，原始的金屬陣列與 NOM 結構比起來，
在長波旁的地方原始的金屬陣列比NOM 結構的反射率較大。但沒辦法像之前論
文寫到如此完美吸收的原因可能是因為:下方舖的金屬為島狀，形狀不均勻且空 隙較多，使得當排好的單層金屬要沉積在上方時，無法良好規則排上，且長方體 形狀無法像立方體一樣排列整齊。
圖4-14 5 mN/m、8 mN/m 壓力的金/銀-核/殼奈米長方體結構之(A)(D)反射(B)(E)
44 穿透(C)(F)吸收光譜
圖4-15 14 mN/m、17 mN/m 壓力的金/銀-核/殼結構之(A)(D)反射(B)(E)穿透(C)(F) 吸收光譜
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圖4-16 不同壓力的金/銀-核/殼奈米長方體結構之 SEM 圖(A)5 mN/m (B)8 mN/m (C)14 mN/m (D)17 mN/m。
由圖 4-17 的 SEM 可以看到其雙層之結構，最下方為金島狀薄膜，上方為各 種不同壓力之Cuboids 陣列薄膜。
圖4-17 不同壓力的金/銀-核/殼奈米長方體 NOM 結構之 SEM 圖(A)5 mN/m (B)8 mN/m (C)14 mN/m (D)17 mN/m。
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4-4 金屬奈米顆粒之螢光測試
4-4-1 不同奈米結構螢光測試
在本實驗比較了三種不同的金屬薄膜材料，分別為金奈米棒、金/銀-核/殼奈 米長方體結構及金棒-金銀合金奈米搖鈴型結構薄膜。這裡使用了兩種不同的螢 光染劑，分別為Cy5 及 IR800。Cy5 的最大吸收波長為 649 nm，最大發射波長為 670 nm。IR800 的最大吸收波長為 786 nm，最大發射波長為 800 nm。在圖 4-19、
圖4-21，兩種不同染劑的螢光倍率圖可以看到，在不同形狀材料下，無論是 Cy5 或是IR800 其金/銀-核/殼奈米長方體結構的螢光倍率都是最高的，Cy5 最高倍率 可達140.11±20.70 倍，而 IR800 最高倍率可達 136.24±33.41 倍。也可以看到金奈 米棒在IR800 下是不發光的。
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0.1 0.05 0.025 0.0125
FOLD
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0.1 0.05 0.025 0.0125
FOLD
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接著比較各種不同奈米形狀的薄膜沉積在金島狀金片上的螢光值，一樣在各
種形狀最為緊密的狀態下，無論是Cy5 或是 IR800 其 NOM-金/銀-核/殼奈米長方 體結構的螢光倍率皆為最高，如圖4-23、圖 4-25。Cy5 最高倍率可達 112.94±12.57 倍，而IR800 最高倍率可達 109.10±17.37 倍。但和一般沉積在玻璃片上的薄膜比
較，可以發現 NOM 結構的螢光增強倍率下降許多，原因是因為，NOM 下方的
島狀結構將原始薄膜之間隙填補太滿，導致螢光被quench。
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0.1 0.05 0.025 0.0125
FOLD
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0.1 0.05 0.025 0.0125
FOLD
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4-4-2 不同壓力金/銀-核/殼奈米長方體結構之螢光測試
在本實驗比較了四種不同壓力的金/銀-核/殼奈米長方體結構薄膜材料，壓力 分別為5 mN/m、8 mN/m、14 mN/m 和 17 mN/m。這裡亦使用了兩種不同的螢光 染劑，為Cy5 及 IR800。使用 Cy5 染劑的情況下，最高螢光增強倍率在 5mN/m 為173.27±46.09 倍，如圖 4-27，而在 IR800 情況下，最高螢光增強倍率在 5mN/m 為176.61±34.77 倍，如圖 4-29。在這兩種染劑可以共同觀察到的是當金/銀-核/殼 奈米長方體結構越排越密的時候，其因空隙越來越少且越小，使得螢光值有下降 的趨勢。
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接著比較了四種不同壓力的 NOM-金/銀-核/殼奈米長方體結構薄膜材料，壓 力分別為5 mN/m、8 mN/m、14 mN/m 和 17 mN/m。亦使用了兩種不同的螢光染 劑，為Cy5 及 IR800。無論是 Cy5 或是 IR800 其 NOM-14mN/m 的螢光倍率皆為 最高如，圖4-31、圖 4-33。Cy5 最高倍率可達 112.95±12.57 倍，而 IR800 最高倍 率可達93.71±17.68 倍。這裡 NOM-金/銀-核/殼奈米長方體結構-14mN/m 螢光倍 率為最高的原因可以對比到圖4-14、圖 4-15，可以看到不同壓力的 NOM-金/銀-核/殼奈米長方體結構，NOM-14mN/m 的反射率是最低的，因此可預期的其螢光 倍率較高。
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