近年来,量子点(Quantum dots,QDs)因其半峰宽窄、亮度高、发光颜色随尺寸连续可调等优点在显示和照明领域具有极大的发展潜力。但在实际应用中还存在荧光强度低,发光性能不稳定等问题,而金属在特定频率光的照射下产生的电场可以增强附近荧光物质的发光性能,并可以通过对金属结构的设计实现对量子点荧光材料光学特性的有效调控。这些独特的性能使得具有表面等离激元特性的金属纳米阵列和荧光物质相结合,即等离子纳米阵列增强荧光(Plasmonic-nanoarray ehanced fluorescence,PEF)被用来构筑高性能的传感器以及显示器件。然而,在等离子纳米阵列增强荧光的研究中,还存在着一些问题:(1)迫切需要寻找一种技术或者多种技术结合的高效方法,能够实现结构均匀,重复性好,准确度高的等离子纳米阵列的构筑,为光学器件的精确构筑奠定基础;(2)在简化构筑过程的基础上,如何实现多热点等离子纳米阵列的构筑,也是目前研究中的一个重要方向。针对上述问题,本论文主要研究内容是:构筑增强量子点荧光的等离子体纳米阵列。利用纳米压印构筑不同结构的纳米阵列基底,结合电阻热蒸发技术得到具有等离子体共振性能的金纳米阵列基底。并通过FDTD理论模拟所得阵列结构的电磁场分布,在此基础上优化结构和金膜厚度,构筑多热点的量子点/纳米阵列复合结构,实现量子点的荧光增强。本论文研究内容如下:(1)等离子体纳米方孔阵列的构筑及量子点荧光增强:以周期为500 nm,方柱大小为275 nm×275 nm,方柱高度为300 nm的硅纳米柱为模板。采用紫外纳米压印技术得到IPS纳米方孔结构,孔径形貌与模板保持一致,孔径深度为117 nm,利用电阻热蒸发沉积60 nm的金,得到金纳米方孔阵列。该阵列在波长630 nm的位置处具有明显的超透过现象。随着金膜厚度的增加SPR峰的位置具有较小的蓝移现象。经过FDTD模拟,金纳米方孔结构的电磁场主要分布在金膜与空气以及IPS接触的边缘位置。根据电磁场增强荧光机理,最终选择金膜厚度为40 nm的金纳米方孔阵列作为增强量子点荧光基底。利用原子层沉积技术和化学改性的方法在等离子阵列和量子点之间引入额外的间隔层(氧化铝以及生物素-链霉素),得到一系列具有不同间距的量子点/纳米孔复合阵列。然而量子点的荧光强度没有随着间隔距离的梯度变化出现先增加后减少的规律。进一步研究发现,将量子点直接旋涂到金纳米孔表面,通过调控量子点的浓度和旋涂参数调控量子点的成膜厚度,形成多层自组装薄膜结构。利用和金膜直接接触的量子点层作为间隔层,发现金纳米方孔阵列比金膜基底具有更高的荧光强度以及更短的荧光寿命。这种方法无需引入额外的间隔层,大大简化了等离子增强荧光的构筑过程。(2)PMMA/金纳米柱复合阵列的构筑及量子点荧光增强:在前期工作的基础上,为了构筑具有更多热点的阵列结构,进一步提高量子点荧光强度。利用周期为700 nm,沟槽宽度350 nm,光栅高度137 nm硅纳米光栅为模板,通过二次纳米压印和PDMS浇筑技术构筑孔径深度为103 nm的PDMS方孔模板。利用纳米压印得到不同高度分布的PMMA纳米柱,通过电阻热蒸发沉积金,并改变沉积时间得到不同金膜厚度的PMMA/金纳米柱复合阵列。通过FDTD模拟分析发现,该复合纳米结构与纳米孔阵列相比,具有更多的热点分布,主要分布在金膜与空气以及PMMA接触面的边缘位置。通过UV-vis吸收光谱对对不同金膜厚度的复合结构进行测试,优化后的金膜厚度为30 nm,其具有稳的SPR峰,与量子点直接复合后,荧光强度比金膜基底高出两个数量级,通过瞬态荧光测试,相比玻璃基底,荧光寿命从13.95 ns减少至1.69 ns。该多热点的阵列结构的构筑极大提高了量子点的荧光强度。