【摘 要】
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金属纳米结构中等离激元模式的激发及其相互作用是发展表面增强拉曼光谱（SERS）、针尖增强拉曼光谱（TERS）、二次谐波（SHG）等高分辨率和高灵敏度的界面光谱学的基础。在固气界面中,金属纳米结构的特定等离激元模式和相互作用已经得到了研究者们的广泛关注,但是液液界面和固液界面处金属纳米粒子体系的等离激元特性还未得到充分的研究。本论文主要以壳层隔绝纳米粒子体系的纳米结构作为研究对象,利用三维时域有限差
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金属纳米结构中等离激元模式的激发及其相互作用是发展表面增强拉曼光谱（SERS）、针尖增强拉曼光谱（TERS）、二次谐波（SHG）等高分辨率和高灵敏度的界面光谱学的基础。在固气界面中,金属纳米结构的特定等离激元模式和相互作用已经得到了研究者们的广泛关注,但是液液界面和固液界面处金属纳米粒子体系的等离激元特性还未得到充分的研究。本论文主要以壳层隔绝纳米粒子体系的纳米结构作为研究对象,利用三维时域有限差分法（3D-FDTD）,探究了液液界面处金属纳米粒子耦合体系和固液界面处金属纳米粒子与金属基底的耦合体系的等离激元光学特性。本论文主要分为四部分。绪论部分主要介绍了表面等离激元理论基础及相关应用、液液界面和固液界面在表面等离激元领域的相关进展,并在此基础之上提出本论文的主要研究思路。第二章介绍了本论文借助的数值计算方法—三维时域有限差分法。第三章主要对液液界面中的壳层隔绝纳米粒子的单粒子体系和多聚体体系进行系统探究和SPR模式分析。第四章对固液界面中的壳层隔绝纳米粒子单粒子和多聚体-金基底体系的耦合模式和等离激元特性进行探究。本论文的主要工作及创新点如下:1.液液界面处壳层隔绝纳米粒子的单粒子体系和多聚体体系的等离激元特性探究和模式分析。通过对Au@SiO2壳层隔绝纳米粒子的单粒子体系和多聚体体系的电磁场增强特性的研究表明,当外电场偏振方向平行于液液界面时,粒子-粒子间仍可产生高的电磁场增强,通过控制入射波长可以将电场增强区域单独局域在水相、油相或粒子间的液液界面中。该理论为液液界面中SHINERS的实验提供了理论基础,有望促进SHINERS在液液界面中的应用。2.固液界面处壳层隔绝纳米粒子的单粒子-金膜体系和多聚体-金膜体系的模式分析、相互耦合和激发条件的探究。通过对Au@SiO2壳层隔绝纳米粒子的单粒子和聚集体-金基底体系的等离激元特性的研究,探究了体系中多个等离激元模式及模式间的耦合。在固液界面中实现了热点在粒子-粒子间和粒子-金膜间两处的可控转移,这将为固液界面中实现热点可控及其相关应用提供了新的研究思路。
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