金纳米结构的表面等离激元效应以及其光学性质的深入研究不仅可以扩展人们对光和物质相互作用的了解,而且可以促进其在太阳能电池增效、荧光增强、三维显示等领域中的应用。表面等离激元是自由电子在入射光的电磁场作用下产生集体振荡的现象。表面等离激元的表面局域性和近场增强性,实现在纳米尺度上对结构周围的电磁信号进行调控。本文从手性金纳米结构和金—荧光团复合结构的制备与光学性质两方面入手,较为系统的研究了金纳米结构的手性效应和荧光效应。利用仿真模拟计算手性金纳米结构的光学特性以及利用简单的复合结构研究局域表面等离激元对材料荧光特性影响,主要研究内容如下:1.以COMSOL有限元仿真模拟为手段,分别研究了双“L”形纳米结构和双螺旋纳米结构的光学特性,特别是两者的圆二色性。通过在左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的不同作用下,得到不同的电场分布和消光系数。这两种结构的手性效应可以用表面等离激元杂化模型分析。单个“L”形纳米结构或者单个螺旋纳米结构不具有手性效应。当双“L”形纳米结构之间的距离小于300纳米（双螺旋纳米结构之间的距离小于400纳米）才具有明显的圆二色性响应,这是因为金纳米结构表面等离激元具有局域性和近场增强性。对于双“L”形纳米结构,距离从300纳米减小至175纳米时,圆二色性峰值波长几乎不变;距离从175纳米减小至100纳米时,圆二色性峰值波长发生红移。角度θ=75°和90°的双“L”形纳米结构的手性效应是相似,却与角度θ=105°的是相反的。对角度为0°的结构1和角度为180^o的结构2两种双螺旋结构,在900纳米以上范围,两者的特性和线偏振器类似。双螺旋纳米结构在长波范围内,结构1有4个圆二色性峰,而结构2却只有3个。对于双螺旋纳米结构来说,其圆二色光谱随着臂宽的增加产生明显的蓝移。2.制备了粒径约为1.4纳米的金纳米团簇,研究了LA-PEG-COOH保护的金纳米团簇在60 K至290 K温度范围内的变温光致发光光谱。在温度为290 K时,其主发射峰位于1.478 eV,且随着温度的降低,主发射峰明显蓝移。带隙随温度变化的情况和47 meV的声子能量可以用O’Donnell-Chen关系包括电子—声子相互作用来进行分析。吸收光谱和圆二色光谱的分析可以共同解释电子—声子相互作用及能级分布。3.通过简单的化学方法,制备了磷化铟/硫化锌量子点和金纳米棒的复合结构,研究局域表面等离激元对量子点荧光特性的影响。在低于130 K的温度下,两个样品中都观察到了明—暗双激子态,上激子态以及缺陷态复合发光,其中上激子态是首次在稳态荧光实验中被观察到。在复合结构中,局域表面等离激元共振能量转移是缺陷态复合发光的主要能量来源。另外,温度从11 K升至300K时,纯量子点的峰值能量减小了26 meV,复合结构的峰值能量减小了54 meV,也就是说,量子点与局域表面等离激元的耦合作用使得复合结构主发射峰的峰位能量随温度变化的范围比纯量子点的大28 meV。4.利用稀土Yb³⁺,Tb³⁺和Eu³⁺离子掺杂的YVO₄纳米粒子和金纳米颗粒的混合样品研究局域表面等离激元对稀土材料上转换发光的影响。该样品的发光过程涉及双光子过程,且局域表面等离激元增加了发光过程中吸收的光子数。实验结果表明,该样品同时观察到Eu³⁺离子和Tb³⁺的上转换荧光峰。结果显示,在金纳米颗粒的耦合下,Eu³⁺离子的⁵D₀→⁷F₁能级跃迁产生的在约2.095 eV处发射峰的强度明显地减小,而Tb³⁺离子的⁵D₄→⁷F₄跃迁产生的在约2.113 eV处发射峰的强度增加。可能的原因是金纳米颗粒的局域表面等离激元效应对于磁偶极跃迁和电偶极跃迁这两种机制具有不同的作用。