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摘 要

本文主要介绍了运用乙二醇还原法制备银纳米线和光照、加热两步法制备银纳米短棒，并利用银纳米线制作透明导电薄膜。我们通过调研文献对比了几种不同的实验方法，分析了各自的优缺点。在这些实验方法的基础上，我们进行了相应的实验最后得到了粗长的银纳米线和银纳米短棒。我们对乙二醇还原法制备的银纳米线进行了高倍光学显微镜观察，对光照加热法制备的银纳米短棒进行了UV-Vis吸收光谱分析。实验结果表明，PVP(聚乙烯吡咯烷酮)的浓度对于银纳米线的生长很重要；光照、加热两步法比乙二醇法制备银纳米短棒更加精确可控，产率高；光照时间的长短可以控制十面体颗粒的尺寸和产率；光照的溶液浓度不宜过高，否则会影响种子产率。最后，以离心提纯得到的银纳米线溶液为原料，用Meyer棒法在亲水的手机膜上制作出了透明导电薄膜，并测量了它的表面电阻，分析了影响其电阻的因素。

关键词：乙二醇还原法，光照、加热两步法，银纳米线，银纳米短棒，透明导电薄膜，吸收光谱，Meyer棒

Development of One-dimensional Metallic Nanowires and Research on Optical Properties

Abstract

This paper describes the use of ethylene glycol reduction method for silver nanowires and two-step preparation of light and heating for silver nanorods. Finally, silver nanowires are used to make transparent conductive film. We compared several different experimental methods through research literature and analyzed their advantages and disadvantages. On the basis of these experimental methods, we carried out the corresponding experiments and have got long thick silver nanowires and silver nanorods. We observed the silver nanowires from ethylene glycol reduction method by optical microscope. Silver nanorods from two-step preparation of light and heating were analyzed by UV-Vis absorption spectrum. The results show the following: Concentration of PVP is very important for the growth of silver nanowires; Two-step preparation of light and heating is more precise, controllable and higher yield than ethylene glycol reduction method for preparation of silver nanorods; The length of exposure time can control the size and yield of the decahedron particles; The concentration of the solution in the light should not too high to obtain high yield of the seed. Finally, the silver nanowires solution obtained by centrifuging and purifying was as raw material to produce a transparent conductive film on a hydrophilic mobile phone membrane by Meyer rod coating. Then we measured its surface resistance and analyzed the factors influencing the resistance.

KEY WORDS: ethylene glycol reduction method, two-step preparation of light and heating, silver nanowires, silver nanorods, transparent conductive film, absorption spectrum, Meyer rod

目 录

摘 要 1

Abstract 2

第一章 绪论 4

1.1引言 4

1.2 金属纳米线的用途 4

1.2.1光波导 4

1.2.2 透明导电薄膜 5

1.2.3 表面增强拉曼散射（SERS）研究 5

1.2.4 表面等离子体共振技术（SPR） 6

1.2.5 生物分子检测 6

1.3 金属纳米线的制备方法 7

1.3.1 乙二醇还原法 7

1.3.2 光照、加热两步法 7

第二章 机理分析 7

2.1讨论各种因素的影响 8

2.1.1 PVP分子量和浓度的影响 8

2.1.2 加热温度的影响 8

2.1.3 转速的影响 8

2.1.4 柠檬酸钠的浓度的影响 8

2.2 制备银纳米短棒的讨论 9

2.2.1 乙二醇还原法 9

2.2.2 光照、加热两步法 10

第三章 实验 15

3.1 制备银纳米短棒 15

3.1.1 乙二醇还原法制备银纳米短棒 15

3.1.2 光照、加热两步法制备银纳米短棒 15

3.2 制备银纳米线 18

3.3 制备透明导电薄膜 20

第四章 总结 21

致 谢 23

参考文献（References） 24

绪论

1.1引言

一维金属纳米线就是以金属为原料制成线形的一维纳米材料，它拥有纳米材料和金属的双重特性，在实践中具有巨大的开发空间和拓展领域。一维金属纳米线可用于传播较大波长范围的光线，同时它也具有良好的导电性。通过改变金属纳米线的长度、直径以及覆盖在其上的薄膜介质的厚度和材料都能灵敏地控制其光传输和电阻率。因此，研究金属纳米线的这些变量具有重要意义。

1.2 金属纳米线的用途

1.2.1光波导

光子集成电路，就是将各种光学元件集中在一个芯片上。相对于传统光学器件，它的高稳定性、高集成度和低损耗等特性使得它在过去几十年里被广泛研发。然而，在介质结构中存在衍射极限的问题。金属纳米线表面等离子激元可以突破衍射极限^【1】。金属纳米线可传播较大波长范围的光，而且具有可控性。金属纳米线表面的等离子激元对于周围环境的变化具有高度灵敏性。通过改变其本身的尺寸以及表面覆盖的介质层厚度都能极大地影响表面等离子激元的传输，从而控制光路在纳米线上的传播。我们可以通过控制这些变量，使得光更多地聚焦到特定的线路或者支路上来，达到路由光线的目的。图1.1^【2】为三条银纳米线组成的结构被光照射后的显微镜图像。

图1.1 三条银纳米线结构的通光图

1.2.2 透明导电薄膜

合适长度和粗细的金属纳米线可以用以制造柔性透明导电薄膜及交流电致发光器件。运用Rod-coating技术大面积制造柔性透明导电薄膜，在其上分别涂上电极和发光层，实现器件的组装，最后可以得到大面积的交流电致发光器件^【3】。

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