金属纳米自组装结构具有奇异的等离激元光学性质,在生物探测,医疗等领域有着广泛的应用前景。已有的研究表明,纳米尺度复杂的颗粒间作用力及各种力的平衡是决定组装结构和性质的关键因素,研究纳米尺度物理力,协调颗粒之间的相互作用,从而操纵纳米颗粒的组装结构及其光学性质,是纳米技术领域的一个热点。本论文初步探索了金纳米棒线性组装结构形成中的几种物理作用力,并尝试了用光学力调控自组装结构及其手性等离激元光学性质的新方法。(1)以半胱氨酸分子功能化的金纳米棒为组装基元,我们研究了金纳米棒典型的头对头,肩并肩组装体形成过程中的物理作用力。通过测量组装体的等离激元共振吸收和圆二色光谱以及表面增强拉曼光谱,我们研究了在中性或酸性溶液中半胱氨酸分子介导的静电和氢键作用力。研究表明,组装体的等离激元圆二色性质可以选择性的识别静电和氢键作用力。此外,这一金纳米棒线性组装的等离激元光学活性可以进一步用于原位检测溶液中生物分子在纳米界面上不同的手性相互作用。(2)我们还研究了金纳米棒肩并肩组装组装过程中的静电力和范德瓦尔斯力。通过探测组装过程中动态等离激元共振吸收和圆二色光谱,研究不同物理作用力对手性组装结构及其光学性质的影响。对于静电力介导下的金纳米棒肩并肩组装,通过改变金纳米棒单体的Zeta电位以及加入相反电荷离子,调控金纳米棒之间的静电排斥势,来调节组装动力学过程。用Logistic函数对金纳米棒组装动力学进行理论拟合,尝试建立动力学特征参数与组装结构的形貌特征和组装速率之间的联系。(3)我们将手性光学力引入到静电力介导的金纳米棒肩并肩组装过程,探索了光学力对金纳米棒手性组装结构的等离激元光学性质的调控作用。研究表明,左旋/右旋偏振光产生的光学力微扰对手性对映体的等离激元圆二色光谱具有选择性的增强和抑制作用;而在线偏振光情况,光学力对手性对映体的等离激元光学活性的影响可以忽略不计。我们相信上述研究结果将为构建可调控的表面等离激元手性光学功能材料和器件研究提供新的思路。