椭圆截面金纳米管的局域表面等离激元共振特性研究
表面等离激元共振
表面等离激元共振
表面等离激元是物理学中的一种重要的现象。
它涉及到可见光、微波和亚电子能量谱等多
种物理过程，是多个科学学科的基础。
其原理是当外界空间电场强度为E时，固体解决空
间电场中分布式电荷，并创造出两个来自表面的浮动力。
因此，表面等离激元发出的能量，强度可以超过来自表面的电荷力的能量，从而形成表面等离激元共振。
表面等离激元是一种物理共振，其特点是使金属表面的电子能量能空间的电荷分布的变化，从而产生一种强大的可见光和微波作用，具有强大的光学性质，并可能使表面产生特殊的
力学性质。
它是金属表面反射、吸收特定光谱上的电磁波及半导体表面吸收特定光谱该过
程的基础。
表面等离激元非常之小，半径仅为0.1到0.4nm，它不仅小而且具有高自身稳
定能，能够在空间和表面电场发生强烈变化时维持其强度和稳定。
表面等离激元的最重要的应用之一是用作微纳加工装备的光源。
此外，在纳米技术的发展中，表面等离激元的应用也可更加深入。
例如，可以用它来制造可控的光子结构，这将有
助于研究光子的传输，并为设计高效的光子晶体和超细光纤提供基础。
此外，表面等离激元还可以应用于生物学、化学和药物学等领域。
首先，可以利用表面等
离激元“指纹”形成光学显微镜，可以精确观察微观尺度的生物学反应。
同时，由于表面
等离激元可以充当光子的靶位，所以它可以被用来研究光激发的化学反应和可靠的疗法，
从而更好地控制材料的表面性质，以此来改善医疗设备上的生物毒性。
总之，表面等离激元是一种重要的现象，可以深入到多个科学领域，为各种物理现象提供
基础，并形成重要的应用。
光电子器件的表面等离激元研究考核试卷
3.在表面等离激元共振传感器中，生物分子与金属表面的相互作用会导致______的变化。
4.金属纳米颗粒的______和______可以调控表面等离激元的共振特性。
5.表面等离激元在光电子器件中的应用主要包括______、______和______。
3.表面等离激元技术可以通过金属纳米结构的设计来增强光的吸收和散射，提高太阳能电池对光的捕获能力，从而提升光吸收效率和转换效率。
4.表面等离激元共振传感器在生物检测领域的应用具有高灵敏度、实时监测和无需标记等优点，但局限性包括可能存在的假阳性信号和生物分子识别的特异性问题。
D.光的波长
14.表面等离激元的损耗机制包括：
A.辐射损耗
B.非辐射损耗
C.介质吸收损耗
D.金属内部损耗
15.以下哪些现象与表面等离激元相关？
A.颜色变化
B.热效应
C.电荷分离
D.磁效应
16.表面等离激元光电子器件的设计中，以下哪些考虑是重要的？
A.金属纳米结构的排列方式
B.金属纳米结构的间隙
C.金属纳米结构的尺寸
10.在表面等离激元光电子器件的设计中，需要考虑金属纳米结构的______和______以优化器件性能。
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
1.表面等离激元只能在金属表面传播。（）
2.表面等离激元的共振频率与金属的种类无关。（）
3.表面等离激元可以增强光电转换效率。（）
10.表面等离激元共振技术可以用于实时监测生物分子间的相互作用。（）
五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）
1.请描述表面等离激元（SPR）的基本原理，并解释为什么它在光电子器件和生物传感领域有着重要的应用。
局域表面等离激元
局域表⾯等离激元局域表⾯等离激元2016年6⽉11⽇ 来源：中国物理学会期刊⽹1 引⾔把光场的能量集中到⼀个很⼩的区域可以显著地增强光和物质的相互作⽤，在这种条件下，我们可以很容易观测到物质的⼀些⾮线性光学效应，强光还可以诱导物质的物理化学变化。
在使⽤凸透镜等光学元件(见图1(a))聚焦光场时，不可避免会遇到⼀个瓶颈，那就是光的衍射极限。
图1(b)给出了透镜汇聚平⾏光后由于衍射产⽣的艾⾥斑的能量分布，光场的能量被聚焦在⼀个与波长尺度相当的空间中，衍射极限限制了光场的聚焦区域的⼤⼩，同时也限制了光学显微技术的精度。
如果把光场的能量聚焦到⼀个远⼩于波长的尺度，不仅可以产⽣强场，⽽且可以⼤⼤促进光学显微技术的发展。
但是如何进⼀步聚焦光场呢？局域表⾯等离激元提供了⼀个解决办法(见图1(c)—(e))，具有局域表⾯等离激元特性的⾦属纳⽶颗粒可以把光场聚焦或局域到远⼩于波长的纳⽶尺度空间内。
图1 (a)透镜聚焦平⾏光的⽰意图；(b)600 nm 的光经过凸透镜聚焦产⽣的艾⾥斑的能量分布，透镜直径和焦距都为2 cm；(c)贵⾦属纳⽶颗粒⽰意图；(d)直径30 nm、长度60 nm 的⾦纳⽶棒在其纵向共振波长(560 nm)处局域光场的能量分布，颜⾊条下⾯的数字表⽰对数坐标下的相对电场场强数值(局域电场场强相对于激发光场强的⽐值)；(e)为(d)中虚线框的放⼤图表⾯等离激元起源于⾦属(或⾼掺杂半导体)纳⽶结构中类⾃由电⼦在外电磁场激发下，电⼦运动与电磁场互相激励产⽣的共谐振荡。
类似于声⼦是晶体中原⼦集体振荡运动的量⼦化描述，表⾯等离激元(或称为电浆⼦)是电⼦及电磁场的共谐振荡量⼦化后的准粒⼦。
表⾯等离激元携带有相应的准动量和能量。
在⾦属薄膜和介质的界⾯处，表⾯等离激元可以沿着界⾯传播(见图2(a))，传播的距离决定于材料本⾝由于电⼦共谐振荡⽽产⽣的欧姆损耗。
这类表⾯等离激元被称为传导表⾯等离激元，其具体描述可以参见童廉明与徐红星研究员发表在2012 年第9 期《物理》上的专题⽂章。
椭圆形金纳米线的制备及光学性质研究
椭圆形金纳米线的制备及光学性质研究椭圆形金纳米线的制备及光学性质研究摘要：椭圆形金纳米线作为一种新型的纳米材料，在光学应用中具有独特而重要的性质。
本文通过热压法制备了一系列椭圆形金纳米线，并对其光学性质进行了研究。
实验结果表明，椭圆形金纳米线的制备方法简单可行，其光学性质受到形状和尺寸的影响较大。
研究结果对于深入了解椭圆形金纳米线的光学特性并在光学器件中应用具有一定的指导意义。
一、引言纳米材料由于其尺寸效应和表面效应的作用，具有许多独特的物理和化学性质。
金纳米线作为一种重要的纳米材料，由于其高比表面积和优异的光学特性，在光学器件、催化剂和生物传感器等领域表现出了广泛的应用前景。
目前，制备金纳米线的方法包括电化学法、物理气相法和溶液法等。
然而，这些方法通常制备的金纳米线形状单一、尺寸均匀度不高，限制了其在一些特殊光学应用中的应用。
二、实验方法本实验采用热压法制备椭圆形金纳米线。
首先，采用化学合成的方法制备得到具有亲水性的纳米球。
然后，通过调节温度、压力和时间等参数，利用一台压缩机对纳米球进行热压处理，使其在形状受限的条件下转变为椭圆形纳米线。
最后，通过扫描电子显微镜对样品形貌进行表征，并采用紫外-可见吸收光谱仪对样品的光学特性进行研究。
三、结果与讨论通过实验制备得到了一系列形貌各异的椭圆形金纳米线，并通过紫外-可见吸收光谱对其进行了表征。
实验结果显示，椭圆形金纳米线的吸收峰位置和强度与其形状和尺寸密切相关。
研究还发现，随着椭圆形金纳米线长轴长度的增加，吸收峰会发生红移并逐渐增强。
这是由于椭圆形金纳米线的长轴引起的SPR（表面等离激元共振）作用增强所致。
四、结论本文通过热压法制备了一系列形貌各异的椭圆形金纳米线，并对其光学性质进行了研究。
实验结果表明，椭圆形金纳米线的制备方法简单可行，并且其光学性质受到形状和尺寸的影响较大。
研究结果对于深入了解椭圆形金纳米线的光学特性并在光学器件中应用具有一定的指导意义。
表面等离激元技术研究及其应用
表面等离激元技术研究及其应用表面等离激元技术是一种基于表面等离激元的物理过程和现象，利用银、金、铜等可导电金属表面的自由电子与电磁波相互作用形成的激元波，从而实现高灵敏的信号检测、传输和转换。
近年来，该技术在传感、生物医学、光电通信等领域得到了广泛的研究和应用。
一、表面等离激元技术的原理表面等离激元是一种集体激发行为，即在可导电表面上，自由电子在外加电场作用下与入射光场发生共振耦合，形成一种电磁波和电子的复合粒子，称为表面等离激元。
表面等离激元具有极强的场增强效应和易于激发、调控的特点，其电磁波和电子相互作用的强度和尺度均在纳米级别，因此具有高灵敏度和局域性。
二、表面等离激元技术的研究进展表面等离激元技术是一种新兴的研究领域，在传感、生物医学、光电通信等领域具有广泛的应用前景。
近年来，国内外的研究机构和企业纷纷涉足表面等离激元技术的研究和应用，不断推动着该技术的发展。
在传感领域，表面等离激元技术已被广泛应用于化学、生物、环境等各类传感器中。
利用表面等离激元传感器可以实现对微量分子、细胞和微生物的高灵敏检测，具有检测速度快、选择性高、灵敏度高等优点。
例如，利用表面等离激元技术开发的呼吸道病原体检测系统，可以在短时间内对呼吸道病原体进行检测，具有高效、准确的特点。
在生物医学领域，表面等离激元技术已被应用于分子诊断、细胞成像、药物筛选等方面。
其高灵敏度和局域性可以实现对生物分子和细胞的高分辨率成像，在癌症早期诊断和治疗、细胞生物学研究等方面具有广阔的应用前景。
在光电通信领域，表面等离激元技术正在被广泛应用于光通信器件和系统中。
利用表面等离激元波导、光学调制器等器件，可以实现高速、高带宽的光通信传输。
同时，表面等离激元技术还可以实现光信号的调制、放大和转换，为光通信系统的发展提供了新的方向和思路。
三、表面等离激元技术的应用前景表面等离激元技术具有广泛的应用前景，在未来的传感、生物医学、光电通信等领域将继续发挥重要作用。
表面等离激元共振原理
表面等离激元共振原理
表面等离激元共振是一种在表面等离激元中发生共振现象的物理现象。
表面等离激元是一种在金属和介质界面上产生的电磁波模式，它是金属中的自由电子与光子之间的耦合模式。
表面等离激元共振原理可以通过以下步骤进行解释：
1. 当电磁波入射到金属-介质界面时，部分能量会被金属吸收，而另一部分能量会被反射。
2. 当入射角度和波长满足一定的条件时，进入金属表面的光子能够与自由电子耦合形成表面等离激元。
这些电子和光子之间的耦合形成了新的电磁波模式，即表面等离激元。
3. 表面等离激元的形成导致了共振现象，即当入射角度和波长符合表面等离激元的共振条件时，能量将得到最大的能量传递。
4. 共振产生的电磁波能够在金属表面上传播，形成波浪或驻波模式，具有较高的局部电场强度。
表面等离激元共振具有很多重要的应用，包括传感器、光学器件、太阳能电池等领域。
通过调控和利用表面等离激元共振现象，可以实现更高效的能量传输、灵敏的传感器探测以及更高分辨率的成像等。
表面等离激元共振
表面等离激元共振在太阳能电池等领 域中，可以提高光电转换效率，促进 可再生能源技术的发展。
表面等离激元共振的历史与发展
早期研究
表面等离激元共振的研究始于20世纪初，但直到近年来随 着纳米技术的快速发展，才得到了广泛关注和应用。
受介质影响
当表面等离激元遇到不同介质时 ，会发生反射、折射或耦合等现 象。
表面等离激元的共振条件
波矢匹配
当入射光波的波矢与表面等离激元的波矢相匹 配时，会发生共振增强效应。
能量守恒
入射光能量与表面等离激元的能量必须相匹配， 才能实现共振。
动量守恒
入射光与表面等离激元必须满足动量守恒定律。
03
表面等离激元共振的应用
光电探测器
用于检测共振产生的光信号，如光电流或光 电压。
激光器
提供共振所需的光源，通常选用可见光波段 的激光。
金属纳米结构
制备具有特定形貌和尺寸的金属纳米结构， 如纳米颗粒、纳米棒、纳米片等。
实验步骤与操作
样品制备
在玻璃基底上制备金属纳米结 构样品，可以采用物理气相沉
积、化学合成等方法。
光学显微镜观察
THANK YOU
实验验证难度
表面等离激元共振的实验验证是另一个技术挑战。由于表面等离激元共振的特性，实验验证需要高精度的测量设备和 复杂的实验条件，这增加了实验验证的难度。
理论模型的不完善
目前对表面等离激元共振的理论模型仍不完善，这限制了对表面等离激元共振的深入理解和应用。需要 进一步发展理论模型，提高理论预测的准确性和可靠性。
调控光电流
通过表面等离激元共振，可以调控太阳能电池中的光电流方向和大 小，优化能源利用效率。
等离激元Fano共振纳米结构及其应用
等离激元Fano共振纳米结构及其应用屈炜;李静【摘要】金属纳米体系中的局域表面等离激元具有丰富的光学性质,广泛应用于化学、材料和生物等领域.等离激元Fano共振的发现,使等离激元纳米结构具有更大的场增强、更密集的谱间隔以及更高的光谱灵敏度,从而成为了表面等离激元光子学中的研究热点之一.对表面等离激元Fano共振的形成机理进行了解释.研究了目前能产生Fano共振效应的3种典型的等离激元微纳结构:对称性破缺、颗粒团簇和纳米阵列,这些结构在表面增强拉曼散射、生物探测和光电器件等方面有很多潜在的应用.%Localized surface plasmon resonance in metal nanostructures has many important applications in physics, chemistry, materials, and biology sciences, owning to its rich optical properties.Fano resonances in plasmonic nanostructures has been considered to have larger field enhancement, more intensive spectral intervals and higher sensitivity, and thus this research has become a hot area in plasmon photonics.This article introduces the formation of Fano resonances in plasmonic nanostructures, and demonstrates three typical structures in the existent studies: symmetry breaking, nanoclusters and nanoparticle array with promising applications in surface enhancement Raman scattering, biological detection, and photoelectric device.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2017(000)005【总页数】5页(P15-19)【关键词】Fano共振;表面等离激元;环盘结构;纳米团簇结构;有序阵列【作者】屈炜;李静【作者单位】中国科学技术大学精密机械与精密仪器系,安徽合肥 230027;中国科学技术大学精密机械与精密仪器系,安徽合肥 230027【正文语种】中文【中图分类】TN29Fano共振是量子系统的显著特征之一，它是由于分立态能级与连续态能级相互重叠后，出现了量子干涉，在特定的光学频率处出现了零吸收，造成光谱呈非对称线型的一种现象[1-3]。
表面等离激元纳米光子学 理论说明以及概述
表面等离激元纳米光子学理论说明以及概述1. 引言1.1 概述表面等离激元纳米光子学是一门新兴的领域，涉及到表面等离激元的概念、起源与发展以及在纳米光子学中的应用。
随着科技的进步，人们对于光子学的研究也越来越深入，而表面等离激元作为一种特殊性质和行为的媒介，引起了广泛关注和研究。
本文旨在通过理论说明和综述的方式，全面介绍表面等离激元纳米光子学的相关理论和应用，并对其未来发展进行展望。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分：引言、表面等离激元纳米光子学理论说明、表面等离激元纳米光子学的主要要点一、表面等离激元纳米光子学的主要要点二以及结论与展望。
其中，引言部分对文章进行整体介绍，并阐述了文章的结构安排。
1.3 目的本文旨在对表面等离激元纳米光子学进行深入探讨和全面概述，明确表面等离激元的概念以及其在纳米光子学中的应用。
同时，通过对主要要点一和主要要点二的介绍，展示表面等离激元纳米光子学领域内的重要研究方向，并在结论部分总结目前的研究成果并对未来发展趋势进行展望和提出建议。
通过本文，读者可以了解到表面等离激元纳米光子学领域的最新进展，为相关领域的研究者提供有益参考。
2. 表面等离激元纳米光子学理论说明：2.1 等离激元概念介绍表面等离激元是一种集体震荡模式，发生在介质表面和金属之间。
它是由光场与电子自由电子气相互作用所导致的电磁波和电荷密度共振耦合效应。
在这个过程中，表面电子和光场之间的耦合引起了具有特定能量和动量的新粒子态的产生。
2.2 表面等离激元的起源与发展历程表面等离激元最初于1957年由斯托拉尼率先提出，但直到20世纪70年代末和80年代初，随着先进的实验技术的发展与纳米材料制备技术的突破，对其物理性质及应用前景的深入研究得以进行。
人们开始认识到等离激元在光学、化学、生物医学等领域中具有广泛的应用价值。
2.3 表面等离激元在纳米光子学中的应用表面等离激元在纳米光子学中具有丰富的应用前景。
首先，它能够在纳米尺度上实现超分辨率成像，从而有效突破传统光学的分辨极限。
光电子技术科学毕业论文题目
毕业论文（设计）题目学院学院专业学生姓名学号年级级指导教师教务处制表二〇一三年三月二十日光电子技术科学毕业论文题目本团队专业从事论文写作与论文发表服务，擅长案例分析、仿真编程、数据统计、图表绘制以及相关理论分析等。
光电子技术科学毕业论文题目：蒙脱石负载纳米铁颗粒去除水中硝基苯和六价铬的研究一步法制备与表征多重纳米复合物及其电化学性质研究一维硫化镉纳米线阵列的制备及其特性污水污泥含氮模型化合物的构建及热解过程中氮转化途径研究HPA/Pt/PAMAM复合膜的制备、表征及电催化性能皮蛋表面斑点成分分析与控制方法的研究大气压非平衡等离子体沉积类二氧化硅薄膜研究共掺杂TiO_2纳米管阵列薄膜的制备及光催化性能研究聚合物基光波导光纤耦合及封装研究含层状硅酸盐磨损自修复剂的减磨性能研究前驱体的化学结构对炭膜微结构及气体渗透性能的影响聚酰亚胺基低温热解炭膜的制备及性能研究集群磁流变效应超光滑抛光加工过程研究磁控溅射SiGe薄膜的制备工艺及性能研究脉冲式半导体激光器驱动源的设计含氟苯丙聚合物基纳米TiO_2复合材料的制备及性能研究稀土氧化物碳烟燃烧催化剂活性氧的研究基于计算机视觉的零件加工检测系统研究热镀锌层表面镧盐转化膜的研究四丁基溴化铵溶液中锌的缓蚀研究MoO_3/SiO_2的改性对其氧化脱硫活性的影响一维光子晶体带隙结构数值方法的研究缺陷对双层石墨烯电子结构与力学性能的影响ZnMn_2O_4纳米棒的制备、表征及其光催化行为研究氮化镓纳米线机械性能的模拟研究原位液相反应制备WCoB三元硼化物金属陶瓷及其性能研究硫化镉量子点增敏鲁米诺化学发光体系的研究与应用Bi、N共掺杂TiO_2的制备及性能的研究高压氢处理对ZnO薄膜性能的影响及SiC衬底GaN基LED的制备微波反应法环境友好地制备钯基低铂非铂燃料电池催化剂研究氢酶碳纳米管分子聚集体材料的制备及其性能表征硅光子线阵列波导光栅（AWG）器件的研究半导体激光器和光探测器等效电路模型研究光探测器等效电路模型的建立与参数提取钯纳米晶的自组织生长及其电荷存储效应的研究钛酸钡辐射损伤的计算机模拟研究Au/ZrO_2模型催化剂界面及其热稳定性的光电子能谱研究RE/Ni_3V_2O_8的制备表征及丙烷氧化脱氢制丙烯催化性能的研究FePC在Ag（110）基底上吸附能级及结构的研究冠形盖切边聚硅氧烷防锈油的制备及防锈性能研究贵金属纳米颗粒的局域表面等离激元共振特性研究等离子体抛光机理的研究典型含氮螯合树脂对铜镍钴的分离特性中等嗜热浸矿细菌在黄铁矿表面的吸附规律高分子燃料电池<a href="mailto:PdSn@Pt/C">PdSn@Pt/C</a>、Pt/Ag-C电催化剂制备与研究X光分幅相机结构优化及其增益机理研究武汉·中国光谷高技术产业竞争力研究太赫兹时域光谱技术研究及应用单折射棱镜全息制作光子晶体及聚合物电光调制器的研究Si基和玻璃基片上的缓冲层对ZnO薄膜特性的影响。
金属纳米结构表面等离激元共振现象及其应用前景
金属纳米结构表面等离激元共振现象及其应用前景随着纳米科技的迅猛发展，金属纳米结构表面等离激元共振现象引起了广泛的关注和研究。
等离激元共振是一种特殊的电磁现象，当光波与金属纳米结构表面相互作用时，激发了金属电子与光子之间的相互作用，产生了共振现象。
这一现象不仅在光学、电子学等领域具有深远的影响，还在传感器、光子学和光电子学等领域有着广泛的应用前景。
首先，金属纳米结构表面等离激元共振现象在光学领域具有重要意义。
由于等离激元共振现象的存在，金属纳米结构表面能够实现超聚焦效应，将光波聚焦到远远小于光波波长的尺度，从而实现了超分辨率成像。
这对于光学仪器和设备的性能提升具有重要作用，可以突破传统光学的分辨率限制，为生物学、医学等领域的研究提供了全新的思路和方法。
此外，等离激元共振现象还可以用于光学传感器的设计和制备，用以检测微小分子、生物体或环境污染物，具有高灵敏度和高选择性，可以为环境监测和医学诊断等领域提供准确可靠的检测手段。
其次，金属纳米结构表面等离激元共振现象在电子学领域也具有重要的应用。
金属纳米结构可以通过调控其形状和尺寸来实现等离激元共振的调控，从而实现对电子传输的控制。
这可以用于提高电子器件的性能，例如光电器件、传感器和晶体管等。
此外，等离激元共振现象还可以用于开发新型的光电子器件，如等离激元太阳电池、等离激元激光器等。
这些新型器件具有高效转换、高灵敏度等优点，能够为能源和通信领域带来全新的技术突破。
另外，金属纳米结构表面等离激元共振现象在材料科学领域也具有广阔的应用前景。
等离激元共振可以通过调控金属纳米结构表面的形状、尺寸和组合方式，来实现对光学、电学和磁学性质的调控。
这为设计和制备新型功能材料提供了全新的思路和方法。
例如，可以利用等离激元共振现象来调控纳米颗粒的荧光性能、磁性性能或者催化性能，从而打开了新型材料的设计和应用领域。
总之，金属纳米结构表面等离激元共振现象作为一种重要的电磁现象，在光学、电子学和材料科学等领域具有广泛的应用前景。
光电材料中的局域表面等离子体共振效应研究
光电材料中的局域表面等离子体共振效应研究光电材料中的局域表面等离子体共振效应是目前研究的热点之一。
这一效应是指当纳米结构表面与电磁波相互作用时，表面激发出一种特殊的集体振动状态，即局域表面等离子体共振。
在这种状态下，表面会发生电磁场的放大和聚集效应，从而实现对光的高效捕获和放大，进而提高光电材料的性能。
因此，局域表面等离子体共振效应在光电传感器、太阳能电池、光电器件、表面增强拉曼光谱等领域有广泛应用。
如何实现局域表面等离子体共振效应？对于局域表面等离子体共振效应的实现，最重要的是要通过纳米结构的设计和制备来精确调控其表面形貌和大小，并控制其与光的相互作用。
因此，纳米制备技术和表界面化学成为了此领域的重要研究方向。
在纳米制备技术方面，可通过化学合成、物理蒸发、离子束刻蚀、激光退火等方法制备具有特定形貌、尺寸和结构的纳米结构。
例如，可利用光刻技术在表面形成金纳米线结构，可通过球形微粒的自组装生成具有规则排列的纳米颗粒。
在表界面化学方面，可将表面涂覆上一层特殊的分子，如二十二烷基镓酸盐分子，使纳米结构表面形成亲疏水性区域，从而实现对局域表面等离子体共振的调控。
应用局域表面等离子体共振效应的具体案例1. 光电传感器光电传感器是利用光电效应来检测化学、生物等分子的一种传感器。
当被测量分子与传感器表面结合时，表面等离子体共振现象会使传感器上的光场发生减弱，测量传感器上的减弱程度可反应出被测量分子的浓度和性质。
2. 太阳能电池在太阳能电池中，可利用局域表面等离子体共振效应来增强光吸收和电子输运的效果。
通过在太阳能电池表面涂覆一层金块（或某些金属粒子）使光的吸收面积和效率增加，提高太阳能电池的光电转换效率。
3. 光电器件局域表面等离子体共振在光电器件方面应用广泛，如可用于制造高效光纤、夜视设备、激光器等光电器件。
4. 表面增强拉曼光谱在表面增强拉曼光谱分析中，局域表面等离子体共振可以使激光通过表面时发生大约10^7倍的电场放大，从而可获得高灵敏度的拉曼光谱信号。
等离激元共振模式
等离激元共振模式等离激元共振模式（localized surface plasmon resonance，LSPR）是一种常见的表面等离子体共振的现象，其发生在金属纳米结构表面上。
这种现象已经在生物传感器、光学显示、太阳能光伏等领域得到了广泛应用。
本文将详细介绍等离激元共振模式的基本原理、应用和未来研究方向。
1. 原理等离激元共振模式主要是基于光与金属表面的相互作用。
当光照射在金属表面时，由于金属的导电性，光会在金属表面形成一些电子波，这些电子波与金属表面上的原子和分子之间发生相互作用，激发了局部表面等离子体共振（LSP）。
金属纳米颗粒的大小和形状对该共振模式的发生和频率有很大的影响。
通常，LSPR会在可见光和近红外光谱范围内产生吸收或散射现象。
其峰值位置会受到金属纳米颗粒大小、形状和成分的影响。
在纳米颗粒的表面修饰上，可使用分子自组装技术或顶基修饰法来增强等离激元共振模式的敏感性和选择性。
顶基修饰是一种在金属纳米颗粒表面修饰反应基团的方法，既保留了LSPR信号，又能够特异性地捕获分子，适用于生物传感器和表面增强拉曼光谱(SERS)等领域的应用。
2. 应用生物传感器：等离子体共振技术已成为诊断和治疗生物学、医学、环境和食品等领域的种子技术。
在生物传感器中，等离激元共振模式是一种快速、灵敏和专一的检测方法，仅需少量样品即可进行定量检测，如蛋白质、DNA序列、抗体和病毒分子等。
光学显示：LSPR在光学设备中得到广泛应用，在荧光染料的替代方面有着重要的应用价值。
在液晶显示器中，LSPR可以加强显示器的颜色饱和度和对比度。
太阳能光伏：等离激元共振技术也被广泛应用于太阳能电池领域，可以提高太阳电池的电荷分离效率和光吸收率，提高电池的实际功率输出。
3. 未来研究方向（1）尝试使用更先进的制备技术制备金属纳米颗粒，以实现更强的LSPR信号和更广泛的谱范围。
（2）开发新的分子修饰技术，用于生物传感器和化学传感器领域的应用，如利用LSPR技术检测环境中的污染物。
表面等离激元效应
表⾯等离激元效应⾦属材料表⾯的等离激元表⾯等离激元理论涉及到⾦属中电⼦的共谐振荡和麦克斯韦⽅程求解等较为复杂的物理和数学知识,其相关概念如下。
1. 表⾯等离激元 (SPPs)SPPs是光和⾦属表⾯的⾃由电⼦相互作⽤增强了电⼦集体振动所引起的⼀种电磁波模式,或者说是在局域⾦属表⾯的⼀种⾃由电⼦和光⼦相互作⽤形成的混合激发态。
当具有⾦属薄膜结构的电池器件受到⼊射光照射时，在⾦属膜与介质形成的界⾯上也会产⽣表⾯等离激元共振，形成表⾯等离激元模式。
2. 局域表⾯等离激元共振(LSPR)当电磁波与微纳尺⼨的⾦属粒⼦（包括纳⽶级颗粒、微结构、缺陷等）相互作⽤时，载流电⼦与电磁场耦合产⽣共振效应（表⾯等离激元共振），导致粒⼦内部和外部近场区域的场放⼤，⽽外场作⽤下产⽣的这种表⾯等离激元波会被局限在微纳⾦属结构附近的亚波长尺⼨范围之内，且不会发⽣SPPs似的传播，这样的表⾯等离激元叫做局域表⾯等离激元。
3. 表⾯等离激元和⼊射光的耦合⽅式如图是在太阳能电池结构中表⾯等离激元和⼊射光的耦合⽅式：a.多重散射主导的光俘获；b.局域表⾯等离激元共振主导的光俘获；c.吸收层/⾦属（光栅）薄膜界⾯表⾯等离激元主导的光获。
⾦属纳⽶颗粒发⽣表⾯等离激元共振时，其散射截⾯相对于其⼏何截⾯要⼤很多，散射截⾯⼤约是其⼏何截⾯的10倍（图a）。
这使得散射光在半导体中以⼀定⾓度进⾏传播，光程得到有效增加。
当⾦属纳⽶颗粒放置于电池电介质层（称减反层）的前后表⾯（称前位和背位）时，会产⽣散射作⽤。
表⾯等离激元共振会对⼊射光产⽣很强的吸收，在⾦属纳⽶颗粒附近产⽣很强的电场，这种电场会在⾦属纳⽶颗粒附近的半导体材料中激发产⽣激⼦。
这种⽅式称为近场增强（图b）。
如果将⾦属纳⽶颗粒置于太阳电池电介质层（减反层）和功能层中，就有可能同时实现散射增强和近场增强。
表⾯局域和近场增强是表⾯等离激元的两个特有性质：在⾦属和半导体中场分布呈指数形衰减，在界⾯处呈现⾼度局域，因此表⾯等离激元在太阳电池的吸收层中能有效的陷光和导光（图c）。
贵金属纳米结构表面等离激元研究获系列进展
墨高科技项 目的纷至沓来 ，与 平度 的石墨资 源优势分不开 。
异 常光 透 射 （ Ｅ Ｏ Ｔ ） 耦合 增 强现象 。这 种新 型 的表 面等 离激
矿石量 ３ ７ ４ ３万 吨 。 Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ５（ ４ ） ，１ ６ ０ ０ ７ ３ １（ ２ ０ １ ７ ） ）上 。
在业 界，２ ０ １ ５年被作为 “ 石墨烯元年 ”，但 位于平度市
同时基 于银纳米棒 阵列超 材料设计 了一种周期性 耦合界
蓼兰镇的吴鑫新能源科技有 限公司 ，２ ０ １ ２年就把 目光瞄 向了 面全开 放 形式 的表 面等 离激 元共 振腔 。发 现纳 米棒 东莱芜市发现 一处 中型铁金 共生矿床
山东省地矿 局第一地质矿 产勘 查院 日前在 莱芜市钢 城区
新的杂化模 式。发展氧化铝模 板 电沉积技 术控 制制备金 纳米
管 阵列 超 材 料 ，通 过 控 制 纳 米 管 长 度 实 现 对 表 面 等 离 激 元谐 新发现一处 铁、金共生矿 床 ，金矿资源储量 达 中型规模 。该
（ Ｎａ ｎ ｏ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ２ ７（ ４ １ ） ，４ １ ５ ７ ０ ８（ ２ ０ １ ６ ） ）上 。
厦 门口岸锆矿 砂进 口量 占全国半壁 江山
截至 目前 ，今年 厦 门 口岸 共进 口锆 矿砂 ４ ２批 次、４ ． ２ １ 万吨 、３ ０ ７ ９ ． ６ ７万美元 ，同比大幅增 长 ，进 口量 占全 国总量
据悉 ，平 度市共有石墨矿 山企业 １ ３ 家 ，石墨矿 山矿 区范 围内 元 共振 腔及 其杂 化模 式 有望 用于 设计 高性 能 的纳 米光 子器
纳米光学中的局域场增强效应研究
纳米光学中的局域场增强效应研究近年来，纳米科技的发展引起了广泛关注并成为研究热点。
在纳米材料中，局域场增强效应作为一种重要的现象，引起了科学家的极大兴趣。
本文将从纳米光学的角度探讨局域场增强效应的研究现状和潜在应用。
一、局域场增强效应的基本原理局域场增强效应是指在纳米尺度下，由于表面等离激元共振的影响，电磁场在纳米颗粒或纳米结构附近被局限和集中，从而导致电磁场强度的增强。
这种现象可以通过表面等离激元共振频率和局域化表面等离激元模式的耦合来解释。
二、局域场增强效应的研究方法为了研究局域场增强效应，科学家们采用了多种方法和技术。
其中，表面增强拉曼散射(SERS)是一种常用的技术，通过在纳米颗粒表面吸附分子，在局域电场的作用下，分子的振动能级将发生变化，从而增强了散射光的信号。
此外，还有表面增强荧光(SERF)、局域表面等离激元共振等技术被广泛应用于局域场增强效应的研究中。
三、局域场增强效应的应用局域场增强效应在各个领域都有着重要的应用价值。
例如，在化学领域，局域场增强效应有助于提高化学反应的速率和效率，实现原子级别的催化。
在光学领域，局域场增强效应被应用于超分辨率显微镜技术中，实现了纳米级别的光学分辨率。
此外，局域场增强效应还可以应用于传感器、太阳能电池、生物医学等多个领域。
四、局域场增强效应的挑战与展望尽管局域场增强效应有着广泛的应用前景，但是目前还存在一些挑战。
首先，如何控制和调节局域场的强度和分布仍然是一个难题。
其次，纳米材料的合成和制备过程需要进一步优化，以提高局域场增强效应的效率和可重复性。
未来，我们可以通过探索新的纳米结构、发展先进的制备技术和设计更加高效的光学系统来解决这些挑战，并推动局域场增强效应的应用进一步发展。
结论纳米光学中的局域场增强效应是一个重要的研究领域，其基本原理和研究方法已经得到了广泛的探讨和应用。
通过深入研究局域场增强效应，我们可以更好地理解纳米材料的光学性质，并将其应用于各个领域。
研究表面等离激元体系
研究表面等离激元体系表面等离激元体系是一种涉及到光、电、声、磁、热等多种物理量的表面电子体系。
它可以通过诸多方法进行制备，并在多个领域得到了广泛的应用。
这篇文章将围绕表面等离激元体系的制备方法、物理性质及其在各领域的应用展开讨论。
一、表面等离激元体系的制备方法表面等离激元体系的制备可分为两种方法：自组装法和纳米结构法。
自组装法是一种通过物理化学方法进行制备的表面等离激元体系，适用范围并不广泛。
而纳米结构法则是一种通过纳米加工工艺制备的表面等离激元体系，制备途径多样，且应用范围广泛。
自组装法的制备过程是将金属颗粒沉积在某种分子膜上，然后拉成一条纳米线。
这种方法通常用于纳米加工工艺不成熟或者需要小尺寸、高精度的样品。
但是这种制备方法因为制备成本高昂，制备时间长，受制于分子膜性质、金属颗粒特性等因素的影响，应用并不广泛。
而纳米结构法的制备方法则更加广泛。
这种方法可以通过化学蚀刻、离子束打印、电子束打印等多种手段进行制备。
其中最常见的是通过化学蚀刻进行制备。
这种制备方法可以根据自身需求定制出不同形态、大小、形貌、化学成分的纳米结构体系，具有很高的可控性和可定制性。
二、表面等离激元体系的物理性质表面等离激元体系是指将金属颗粒放置在介电材料表面上形成的体系，依赖于材料的光学性质、金属颗粒的形态、体积等因素。
它具有很多特有的物理性质，例如超表面增强拉曼散射效应（SERS）、光学透镜效应、表面等离激元共振等。
SERS效应是为了超高灵敏度检测分子而发现的现象，其原理是在表面等离激元场的作用下，分子的光谱信号被增强若干个数量级，实现了对分子的极其敏感的检测。
表面等离激元共振现象则是指在合适的金属颗粒和基底间隙尺度下，发生高度局域化的电磁场增强效应。
在这种局域场的作用下，表面等离激元能够在纳米颗粒附近的距离范围内发生共振，从而产生一定的吸收、散射、透射光谱信号变化。
三、表面等离激元体系在各领域的应用表面等离激元体系在多个领域得到了广泛的应用。
多层复合贵金属纳米球颗粒局域表面等离激元共振特性研究的开题报告
多层复合贵金属纳米球颗粒局域表面等离激元共振特性研究的开题报告标题：多层复合贵金属纳米球颗粒局域表面等离激元共振特性研究一、研究背景局域表面等离激元共振（Localized Surface Plasmon Resonance，LSPR）是一种重要的纳米结构光学现象。
多层复合贵金属纳米球颗粒的具有丰富的LSPR属性，包括LSPR共振波长、散射截面、电场增强和光学响应时间等。
通过研究多层复合贵金属纳米球颗粒的LSPR共振特性，可以实现对物质界面的敏感检测、光子学器件的设计和制备等领域的突破性进展。
二、研究内容本研究旨在设计、制备和表征多层复合贵金属纳米球颗粒，并进行其局域表面等离激元共振特性的研究。
具体研究内容包括以下几个方面：1.设计和制备多层复合贵金属纳米球颗粒：通过模拟和仿真计算，选择适当的多层复合贵金属纳米球颗粒的结构参数，利用化学合成、溶胶-凝胶法等方法制备多层复合贵金属纳米球颗粒。
2.表征多层复合贵金属纳米球颗粒的形态和结构：利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段表征多层复合贵金属纳米球颗粒的形态和结构。
3.测量多层复合贵金属纳米球颗粒的吸收光谱和散射光谱：利用紫外-可见光谱仪等设备测量多层复合贵金属纳米球颗粒的吸收光谱和散射光谱，并分析其局域表面等离激元共振特性。
4.研究多层复合贵金属纳米球颗粒的局域表面等离激元增强效应：利用表面增强拉曼光谱技术等手段研究多层复合贵金属纳米球颗粒的局域表面等离激元增强效应，探讨其应用于生物传感器等领域的潜力。
三、研究意义本研究通过设计、制备和表征多层复合贵金属纳米球颗粒，揭示其局域表面等离激元共振特性，并探索其在生物传感器、分子识别、光子学器件等领域的应用前景，对于推动相关领域的科技进步具有重要意义。
同时，本研究还将为多层复合贵金属纳米球颗粒的设计、制备和性能优化等方面提供一定的理论与实践支持。
表面等离激元增强拉曼散射（SERS）的机理
表面等离激元增强拉曼散射（SERS）的机理易明芳;祝祖送;李伶莉【摘要】被称为“指纹谱”的拉曼谱在生物、化学及医学研究中具有重要应用，特别是在单分子传感方面具有优势。
但相对于入射光强，拉曼散射信号强度非常弱，需借助科学手段增强信号，即增强拉曼研究，这主要从增强拉曼信号强度和提高信噪比两方面着手。
其中，表面增强拉曼散射（SERS）是其中一支极其重要的研究方向。
本文从拉曼散射的基本原理出发，研究了金属微纳结构增强拉曼信号的机理，为基于拉曼信号的高灵敏度传感提供理论参考，并给出了一个实验结果。
%Raman spectrum, named as“fingerprint spectrum”, has important application in biology, chemistry and medicine research. It has advantagein single molecular sensing especially. But Raman scattering signal is very weak. It needs to enhance Raman singal by scientific methods, which is enhanced Raman research. It often needs to enhance intensity or improve signal-noise ratio of Raman signal. Among them, surface enhanced Raman scattering (SERS) is one of the most important research directions. In this paper, the mechanism of metal micro-nano-structure enhanced Raman signal is studied based on the principle of Raman scattering, which provides a theoretical reference for the high sensitivity sensing based on the Raman signal and an experimental result is given.【期刊名称】《安庆师范学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(022)004【总页数】8页(P69-76)【关键词】表面等离激元;金属微纳结构;表面增强拉曼散射【作者】易明芳;祝祖送;李伶莉【作者单位】安庆师范大学物理与电气工程学院，安徽安庆 246133;安庆师范大学物理与电气工程学院，安徽安庆 246133;安庆师范大学物理与电气工程学院，安徽安庆 246133【正文语种】中文【中图分类】O431928年，印度物理学家C.V.Raman及其学生K.S.Krishnan在研究液体的光散射现象时发现了斯托克斯散射和反斯托克斯散射，它们的频率与入射光频率不同，分别对应为红伴线和紫伴线，即现在所说的拉曼散射。
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.
由于具有优异的近 红 外 光 学 特 性， 金纳米球壳颗粒
［ 20 ］ 、 、 免疫测定 药物的
及肿瘤的热疗
［ 22 ］
. 最 近， 另一种典型的核壳
— — 金纳 米 管 引 起 了 人 们 极 大 的 兴 趣， 结构颗粒 — 其 局域表面 等 离 激 元 共 振 同 样 受 到 颗 粒 内 部 结 构 的
［ 24 ］
. 图 2 为金属纳米管等离激元杂化
金纳米椭圆管 的能级图 . 在 等 离 激 元 杂 化 理 论 中， 内等离激元共振是由振动能量为 ω S ， 半长轴及半 短 轴分别为 R L 和 R S 的实心椭圆柱与振动能量为 ω C ， 半长轴及半短轴分别 为 r L 和 r S 的 椭 圆 空 腔 杂 化 而 成， 两者的 杂 化 程 度 与 椭 圆 管 壁 的 厚 度 有 关 . 管 壁 越薄， 等离 激 元 杂 化 越 强 . 杂 化 将 导 致 两 个 新 的 共 振模式：能量高 的 模 式 ω + 对 应 于 ω S 和 ω C 的 反 对 称耦合， ω C 占主导作用；能量低的模式 ω － 对应于两 者的对称耦合， ωS 占 主 导 作 用. 根 据 等 离 激 元 杂 化 理论， 金属纳 米 复 合 结 构 颗 粒 的 LSPR 特 性 均 可 以 理解为构 成 复 合 结 构 的 多 个 简 单 单 元 的 等 离 激 元 共振间的相互耦合 . 在本文中， 金 纳 米 材 料 的 参 数 为： ω p = 1. 38 × 10
物 理 学 报
Acta Phys. Sin.
Vol. 60 ，No. 4 （ 2011 ）
046102
椭圆截面金纳米管的局域表面等离 * 激元共振特性研究
丛 超 吴大建 刘晓峻
（ 南京大学物理学院， 南京 210093 ）
（ 2010 年 6 月 24 日收到；2010 年 7 月 27 日收到修改稿）
关键词 ： 消光光谱，局域表面等离激元共振，金纳米管，时域有限差分方法
PACS ： 61. 46. Fg ，42. 25. Bs ，87. 85. Rs
米材料 被 制 备 出 来 并 得 到 广 泛 应 用， 如金纳米球
1. 引
言
壳 管
［ 11 — 13 ］ ［ 16 — 18 ］
［ 14 ］ 、 、金 纳 米 板［15 ］、金 纳 米 金纳米棒
［ 16 ］ 可以在较大 的 范 围 内 变 化 . Limmer 等 利用 调制，
. 贵金
属纳米颗 粒 的 局 域 表 面 等 离 激 元 共 振 将 产 生 巨 大 并且在颗粒周围产生超强的近 的光学散射和吸收， 场电场增 强 散射
［ 9］ ［ 7］
组合溶胶 -凝胶的电泳方法制备出长 度 为 10 μ m ， 直 径为 90 —200 nm ， 内 核 分 别 为 SiO 2 和 TiO 2 的 金 纳 米管， 并发 现 随 着 颗 粒 壳 层 厚 度 的 增 加， 其等离激
由金属壳 包 裹 电 介 质 内 核 所 构 成 的 核 壳 结 构 金属纳米颗粒是一 种 当 前 非 常 热 门 的 材 料 . 不 同 于 核壳结构金属纳米颗粒的局 单一的金属纳米颗 粒， 域表面等 离 激 元 共 振 将 受 到 核 / 壳 半 径 比 的 调 制， 使得其振动 频 率 在 较 大 的 范 围 内 变 化 . 例 如， 增加 金纳米球壳颗粒 核 / 壳 半 径 比 可 以 使 得 其 局 域 表 面 等离激元共振从可 见 光 区 域 红 移 到 近 红 外 区 域 被广泛的应用于医 学 诊 断 缓释
［ 18 ］
其中， χ ∞ 为 电 极 化 率 的 高 频 值， 其源自于电子极化 和带间跃迁， ωp 为 块 状 金 的 等 离 子 体 频 率. 修 正 后 的电子碰撞频率为 γ = γf + VF ， a （2）
在玻璃基底上制
并发现其等离激元共振 备了金纳米管的阵 列 结 构， 频率上具有很强的 消 光 效 应， 该效应与纳米管的极 化状态以及 光 入 射 的 方 向 有 关 . 然 而， 对于金纳米 管等离激元共振特 性 的 研 究 仍 然 不 多， 尤其是关于 非球形截面金纳米管的研究鲜有报道 . 本文利 用 时 域 有 限 差 分 方 法 （ finite difference time domain ， FDTD ） 研 究 了 椭 圆 截 面 金 纳 米 管 局 域 纳米管的几何 表面等离激 元 共 振 特 性 . 研 究 发 现， 形状 、 入射 电 场 偏 振 方 向 、 管壁厚度及内核和包埋 介质介电 特 性 均 对 椭 圆 截 面 金 纳 米 管 光 学 特 征 具 有重要影响 . 管 壁 厚 度 的 减 小 、 包埋或内核介质介 电常数的增加 、 短轴 与 长 轴 比 的 减 小 均 会 使 得 消 光 峰向近红外区移动 . 上 述 现 象 符 合 等 离 激 元 杂 化 理 论和自由电子及振荡电子变化的竞争机理 .
V F 是费米速度 . 其中， γ f 是块状金的电子碰撞频率， 修正后的电 子 平 均 自 由 程 a 一 般 由 球 壳 厚 度 来 代 替
［ 23 ］
. 由于椭 圆 管 的 管 壁 厚 度 不 均 匀， a 取管壁厚
度的最小值 . 在电磁场作用 下， 金属纳米颗粒表面产生感应 电荷， 由感应电荷所 产 生 的 回 复 力 引 起 自 由 电 子 的 集体振荡而产生等 离 激 元 共 振 . 金 纳 米 管 内 部 结 构 变化对等 离 激 元 共 振 的 影 响 则 可 以 由 等 离 激 元 杂 化理论来解释
［ 25 ］
.
3. 1. 纳米管形状对消光光谱的影响 （3） 图 4 中实线 、 虚 线、 点 线、 点划线和两点划线分 35 ， 30 ， 25 和 别对应 于 外 壁 半 短 轴 长 度 R S 为 40 ， 20 nm 时金纳米管的消光光谱 .
P sca 为总散射功率， 其中， 在二维情况下， 为每单位长 度的功率 （ W / m ） . I inc （ ω ） 为 入 射 强 度 （ W / m ） . 因 此散射截面积具有长度量纲 . 吸收截面积的定义为 σ abs （ ω ） = P abs （ ω ） ， I inc （ ω ） （4）
金纳米管等离激元杂化的能级图
046102-2
物 理 学 报
Acta Phys. Sin.
Vol. 60 ，No. 4 （ 2011 ）
046102
圆管位于1000 nm × 1000 nm 的模拟 区 中 央， 网格精 模拟时间设为 200 fs ， 这段时间对于抓 度为0. 5 nm ， 获相应的 光 学 特 征 已 经 足 够 了 . 对 纳 米 粒 子 散 射， 我们使用了全场 -散射场光源， 其模拟区可分为两个 包含入射的平面波和粒子的 部分：内部 区 是 全 场， 散射场；外部区只计算散射场 . 散射截面积的定义为 σ sca （ ω ） = P sca （ ω ） ， I inc （ ω ）
米技术的发展， 越来 越 多 具 有 不 同 结 构 பைடு நூலகம் 贵 金 属 纳
* 国家自然科学基金（ 批准号：10904052 ， 10874088 ） 和中国博士后科学基金（ 批准号：20090461098 ） 资助的课题 . 通讯联系人 . E-mail ： liuxiaojun@ nju. edu. cn
2
小时， 其光 学 特 性 以 吸 收 为 主， 而当其尺寸逐渐变 散射所 占 比 例 会 逐 渐 增 大 大时，
［ 23 ］
. 图 3 中 在 528
nm 和 565 nm 位置 分 别 出 现 八 极 和 四 极 共 振 峰 . 此 外， 在 452 nm 位置出现的消光峰则可归结为金纳米 层中电子的带间跃迁
［ 17 ］ 元共振波长 将 产 生 明 显 的 蓝 移 . Mock 等 研究了
. 因 此， 贵金属纳米颗粒又被广泛的
［ 8］
应用于生物组织识 别 和 医 学 诊 断
、 表面增强拉曼
、 DNA 组 合 探 测［10 ］等 方 面 . 近 年 来， 随着纳
金、 银、 镍纳 米 管 的 等 离 激 元 共 振 现 象 并 讨 论 了 其 作为纳米 尺 度 标 签 在 生 物 分 析 方 向 的 应 用 . 此 外，
［ 23 ］
= 9. 7 ；空气的介电常数为 1. 本文应用 时 域 有 限 差 分 方 法 对 椭 圆 截 面 金 纳 米管的局域表面等 离 激 元 共 振 特 性 进 行 了 研 究 . 椭
ε2 （ ω ） = 1 －
ωp
2 ω + i ωγ
2
+ χ∞ ，
（1）
图1
椭圆截面金纳米管的结构示意图
图2
［ 21 ］ ［ 19 ］ ［ 2］
. Quinten 等［3 ］和 Maier 等［4 ］分 别 从
［ 5］
理论和实 验 上 发 现 银 纳 米 颗 粒 的 链 式 结 构 可 以 对 可见光进行很好的传输 . Gong 等 则进一步研究了 金纳米球壳颗粒一 维 链 式 结 构 的 光 学 传 输 特 性， 并 发现通过 调 节 颗 粒 的 外 壳 厚 度 其 传 输 信 号 的 波 长 可以从 660 nm 变 化 到 900 nm. 贵 金 属 纳 米 颗 粒 的 光学特性 源 自 于 入 射 光 辐 照 下 颗 粒 内 部 自 由 电 子 集体 振 荡 而 产 生 的 局 域 表 面 等 离 激 元 共 振 （ localized surface plasmon resonance ， LSPR ）
基于时域有限差分方法研究了几何形状 、 入射电场 偏 振 方 向 、 管壁厚度及内核和包埋介质的变化对椭圆截面 金纳米管局域表面等离激元共振特性的影响 . 研究发 现， 当 长 轴 固 定 时， 短 轴 的 减 小 将 导 致 纳 米 管 消 光 峰 红 移 ；入 射电场偏振方向与椭圆长轴夹角的增大将导致消光峰 红 移；当 颗 粒 整 体 尺 寸 不 变 时， 管壁厚度减小同样会使得消 内核及包埋介质介电常数的增大均导致消光峰红移 . 利用等离激元 杂 化 理 论 及 自 由 电 子 和 振 荡 电 光峰红移 . 此外， 子竞争机理对上述现象进行了理论分析 .