具有精确结构的配体保护纳米金团簇(ligand protected gold nanocluster)由于其特殊的物理化学性质及在催化、生物标记、非线性光学等方面广阔的应用潜力受到了广泛的关注。纳米金团簇由可以看作超原子的金核和表面的配体构成，其表面可能是膦配体，硫配体S-Au-S-Au-S的motif结构等。近年来一系列纳米金团簇的晶体结构陆续得到确定，物理化学家们发现其性质与金核的结构有密切关系。然而，对于金团簇以下若干重要的科学问题依然有待解决:金核与配体之间是否存在相互作用，该相互作用如何影响纳米金团簇的物理化学性质？其激发态相干振荡(coherent oscillation)的机理究竟如何，受到哪些因素的影响？金团簇的发光机理是怎样的，怎样增强其荧光量子产率？杂原子（如银原子）的掺杂对纳米金团簇的电子结构和光学性质有怎样的影响？在溶液相中，纳米金团簇的激发态电子弛豫怎样受到周围环境的影响？由于纳米金体系结构复杂，电子态密集且光谱重叠现象明显，解析其激发态的超快动力学一直是一个挑战。　　针对这些问题，我们采用飞秒时间分辨瞬态吸收光谱作为研究手段，主要选择了下面的四个体系进行研究:硫醇配体保护的纳米金团簇Au20(SCH2CH2Ph)16;吡啶基膦配体保护的纳米金团簇[Au20(PPhpy2)10Cl4]2+;发光银原子掺杂纳米金团簇[AuxAg25-x(PPh3)10(SC2H4Ph)5Cl2]2+(x≤13);发光金银配合物团簇[Au6Ag2(C)(dppy)6]4+来研究它们的激发态动力学，期望获得溶剂化相关的激发态的动力学信息;同时我们还搭建了飞秒时间分辨荧光上转换光谱仪，并应用该技术初步研究了绿色荧光蛋白衍生物的激发态电子转移动力学。取得了下列主要成果:　　(1)利用飞秒瞬态吸收光谱研究了甲苯和四氢呋喃两种溶剂中硫醇配体保护的金团簇Au20(SR)16的分子内电荷转移和溶剂化动力学。实验和理论计算证明了Au20(SR)16中从配体到金核的分子内电荷转移。瞬态动力学中溶剂化调控的相干振荡证实了Au20(SR)16中的分子内电荷转移。同时发现相干振荡可以作为周围溶剂分子的一个质量探针。该工作建立了Au20(SR)16的激发态弛豫模型，并首次将溶剂化的概念引入纳米金体系，确认了激发态的溶剂化过程对纳米金团簇的激发态弛豫的调控作用。　　(2)采用飞秒瞬态吸收光谱研究了三种醇溶剂中膦配体保护的金团簇[Au20(PPhpy2)10Cl4]2+的激发态动力学过程。光谱和计算结果证实了从金核到配体的分子内电荷转移。同时，通过采用三种溶剂化时间不同的醇溶剂，我们发现团簇的激发态弛豫过程和相干振荡都受到了调控。该工作发现了膦配体保护的纳米金体系中，溶剂化和表面态的trapping相互竞争所导致的激发态动力学调控现象。　　(3)利用飞秒和纳秒瞬态吸收光谱研究了发强荧光的银掺杂纳米金团簇[Au12Ag13(PPh3)10(SC2H4Ph)5Cl2]2+的超快激发态动力学过程。通过研究掺杂和非掺杂的纳米金团簇的激发态动力学，我们发现了银掺杂对电子结构的改变。实验中发现了从金原子到中心银原子超快的电子局域过程，同时证明荧光来自银的LMCT态。此外，实验中在瞬态动力学中还发现了频率为0.8 THz的相干振荡。该工作证实了银掺杂金团簇的发光与其激发态电子局域过程密切相关。　　(4)利用飞秒和纳秒瞬态吸收光谱和理论计算研究了强荧光金银络合物团簇[Au6Ag2(C)(dppy)6]4+的激发态动力学。通过飞秒时间分辨瞬态吸收光谱，我们解析出该络合物的激发态发生了从3MLCTAu到3MLCTAg的三重态能量转移，并最终从3MLCTAg发光。实验中发现，不同极性和给质子能力不同的溶剂可以调控团簇的激发态过程。特别是在甲醇中，甲醇分子会和团簇配体中的苯环形成π…OH氢键，从而进一步影响了激发态电子的弛豫。该工作表明金络合物团簇的荧光量子产率受到单重态和三重态溶剂化的共同调控。　　(5)建立了飞秒时间分辨的荧光上转换技术，通过计算机编程控制和优化光路，该装置可以达到430 fs的时间分辨率。利用该装置初步研究了绿色荧光蛋白及其衍生物的瞬态荧光衰减动力学，观测到了蛋白中距离相关的光诱导电子转移过程。飞秒荧光上转换技术是研究激发态电子转移和能量转移过程的有力工具。