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摘要
高温快速退火法在制备金属纳米结构方面具有成本低廉、几何结构及尺寸可控等优点，被广泛用于等离激元纳米结构的制备。高温退火下纳米颗粒形貌随保温时间的演化机理对纳米结构等离激元效应调控具有重要意义。本工作研究了900℃退火过程中石英基底上纳米银颗粒(AgNPs/SiO2)形貌随保温时间的演化。通过热场发射扫描电镜实验和粒径分布统计分析发现，当保温时间为15 s时，连续银膜演变为均匀分散的银岛和二次颗粒，平均粒径分别为(152±46) nm、(53±13) nm。这是由于纳米银颗粒的微观形貌与原始银膜结构缺陷之间存在继承性，高温退火后，原始银膜的沟渠网络通过扩散机制逐渐收缩并分离成条状银岛，而沟渠网络中二次形核的银膜形成较小的纳米银颗粒，即二次颗粒。随着保温时间延长至1 min、5 min,条状银岛逐渐演变为球冠形颗粒，粒径减小，数量几乎不变；10 min时，二次颗粒数量由于熟化蒸发而急剧减少。保温时间为5 min时形成的纳米银作为表面增强拉曼散射基底能够用于10-8mol/L龙胆紫分子的检测。该结果表明通过改变退火时间可以调控纳米银颗粒的形貌和粒径，为快速退火制备等离激元基底提供理论基础，有利于纳米结构在太阳能电池和痕量检测的应用。
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