物理化學(xué)小論文一.摘要

在當(dāng)代材料科學(xué)與能源技術(shù)的快速發(fā)展背景下，表面等離激元（SurfacePlasmons）在納米尺度光學(xué)調(diào)控中的應(yīng)用日益受到關(guān)注。本研究以貴金屬納米顆粒（如金、銀）為研究對(duì)象，通過分子束外延（MBE）和濕化學(xué)合成方法制備不同尺寸和形貌的納米結(jié)構(gòu)，結(jié)合光譜分析技術(shù)（如紫外-可見吸收光譜、傅里葉變換紅外光譜）與理論計(jì)算（密度泛函理論DFT），系統(tǒng)探究了表面等離激元共振（SPR）特性對(duì)材料光電性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)納米顆粒尺寸從10nm增至50nm時(shí)，SPR峰位紅移現(xiàn)象顯著，且峰強(qiáng)度隨尺寸增大呈現(xiàn)非線性變化，這與金屬電子介電函數(shù)的頻率依賴性密切相關(guān)。通過調(diào)控納米顆粒的形貌（球形、棒狀、星狀），研究發(fā)現(xiàn)星狀結(jié)構(gòu)具有更寬的共振帶寬和更強(qiáng)的散射效率，其表面等離激元模式與局域表面等離激元（LSP）的耦合作用顯著增強(qiáng)了光吸收能力。理論計(jì)算進(jìn)一步驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，揭示SPR峰位移動(dòng)與表面電荷重新分布之間存在定量關(guān)系。本研究不僅為高性能光學(xué)傳感器的設(shè)計(jì)提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)，也為解決光電器件中光吸收效率低的問題提供了新的思路。結(jié)論表明，通過精確控制納米結(jié)構(gòu)的尺寸、形貌及組成，可有效調(diào)控表面等離激元特性，進(jìn)而優(yōu)化材料的光電性能，這對(duì)于發(fā)展新型納米光電器件具有重要意義。

二.關(guān)鍵詞

表面等離激元；納米顆粒；分子束外延；濕化學(xué)合成；光譜分析；密度泛函理論

三.引言

在光與物質(zhì)相互作用的微觀層面，表面等離激元（SurfacePlasmons）作為金屬納米結(jié)構(gòu)中自由電子集體振蕩的激發(fā)模式，展現(xiàn)出獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)，如對(duì)可見光的高吸收、局域場(chǎng)增強(qiáng)以及共振頻率的可調(diào)性。這些特性使得表面等離激元在超分辨率成像、表面增強(qiáng)光譜學(xué)、光催化、太陽能電池以及傳感等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。近年來，隨著納米制備技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)尺寸、形貌和組成可控的金屬納米顆粒的研究日益深入，其表面等離激元共振（SurfacePlasmonResonance,SPR）行為與宏觀光學(xué)響應(yīng)之間的關(guān)系逐漸清晰，為開發(fā)新型高性能光學(xué)器件奠定了基礎(chǔ)。

表面等離激元現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)可追溯至20世紀(jì)初，而現(xiàn)代納米光子學(xué)的發(fā)展則極大地推動(dòng)了其在納米尺度上的應(yīng)用探索。金屬納米顆粒，特別是金（Au）和銀（Ag），因其優(yōu)異的等離子體特性、生物相容性以及易于功能化而成為研究熱點(diǎn)。當(dāng)光照射到金屬納米顆粒表面時(shí)，入射光波會(huì)誘導(dǎo)金屬內(nèi)部的自由電子發(fā)生集體振蕩，形成表面等離激元。這種振蕩模式的共振吸收導(dǎo)致納米顆粒在特定波長附近展現(xiàn)出強(qiáng)烈的光吸收峰和局域電磁場(chǎng)增強(qiáng)，其共振峰位、強(qiáng)度和寬度受納米顆粒的尺寸、形貌、介電環(huán)境以及組成等因素的強(qiáng)烈影響。例如，對(duì)于球形納米顆粒，其SPR共振峰位隨著尺寸的增大呈現(xiàn)紅移趨勢(shì)，這與金屬的介電函數(shù)在可見光區(qū)的頻率依賴性密切相關(guān)。同時(shí)，納米顆粒的形貌從球形轉(zhuǎn)變?yōu)榘魻睢⑿菭罨蚱瑺顣r(shí)，其表面等離激元模式會(huì)發(fā)生從球形對(duì)稱的徑向振蕩向具有方向性的軸向或多方向振蕩的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而導(dǎo)致共振峰位、帶寬和散射特性的顯著變化。

在過去的幾十年里，研究人員通過各種方法制備了不同尺寸和形貌的金屬納米顆粒，并系統(tǒng)研究了其光學(xué)性質(zhì)。分子束外延（MolecularBeamEpitaxy,MBE）技術(shù)能夠制備高質(zhì)量、原子級(jí)平整的納米結(jié)構(gòu)，但其成本較高且制備過程復(fù)雜。相比之下，濕化學(xué)合成方法，如溶膠-凝膠法、還原法等，則具有操作簡單、成本低廉、易于大規(guī)模制備等優(yōu)點(diǎn)，但難以精確控制納米顆粒的尺寸和形貌均勻性。因此，如何通過優(yōu)化制備工藝，獲得尺寸均一、形貌可控的金屬納米顆粒，并深入理解其表面等離激元特性與光學(xué)響應(yīng)之間的關(guān)系，仍然是當(dāng)前研究的重要方向。

表面等離激元共振（SPR）技術(shù)作為一種靈敏的光學(xué)檢測(cè)方法，已在生物傳感、化學(xué)傳感等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。其原理基于金屬納米顆粒在共振狀態(tài)下對(duì)周圍介質(zhì)的折射率變化具有極高的敏感性，這一特性可被用于檢測(cè)生物分子間的相互作用、環(huán)境污染物以及重金屬離子等。然而，傳統(tǒng)的SPR傳感器往往存在響應(yīng)速度慢、選擇性差等問題，這些問題很大程度上源于納米顆粒的光學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定以及與基底耦合效應(yīng)的復(fù)雜。因此，開發(fā)新型SPR傳感器，特別是基于尺寸、形貌可控的金屬納米顆粒的傳感器，對(duì)于提高檢測(cè)性能和拓寬應(yīng)用范圍至關(guān)重要。

理論計(jì)算在理解表面等離激元行為方面也發(fā)揮著重要作用。密度泛函理論（DensityFunctionalTheory,DFT）作為一種強(qiáng)大的計(jì)算化學(xué)方法，能夠精確計(jì)算材料的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)，為實(shí)驗(yàn)研究提供了重要的理論指導(dǎo)。通過DFT計(jì)算，研究人員可以揭示表面等離激元共振峰位移動(dòng)的內(nèi)在機(jī)制，預(yù)測(cè)不同尺寸和形貌納米顆粒的光學(xué)響應(yīng)，并指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)合成。然而，DFT計(jì)算通常需要大量的計(jì)算資源，且在處理大規(guī)模系統(tǒng)時(shí)面臨挑戰(zhàn)，因此如何將理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究有效結(jié)合，仍然是需要解決的問題。

基于上述背景，本研究旨在通過實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算相結(jié)合的方法，系統(tǒng)研究貴金屬納米顆粒（以金和銀為主）的表面等離激元特性，并探討其尺寸、形貌以及組成對(duì)光學(xué)響應(yīng)的影響。具體而言，本研究將采用分子束外延和濕化學(xué)合成方法制備不同尺寸和形貌的金屬納米顆粒，利用紫外-可見吸收光譜、傅里葉變換紅外光譜等實(shí)驗(yàn)技術(shù)表征其光學(xué)性質(zhì)，并通過DFT計(jì)算驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果并揭示其共振行為背后的物理機(jī)制。通過對(duì)比不同制備方法所得納米顆粒的SPR特性，本研究將明確分子束外延和濕化學(xué)合成在制備尺寸均一、形貌可控的金屬納米顆粒方面的優(yōu)缺點(diǎn)，并為優(yōu)化制備工藝提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。此外，本研究還將探索表面等離激元與局域表面等離激元耦合作用對(duì)光吸收效率的影響，為開發(fā)新型高性能光學(xué)器件提供理論支持。

本研究的核心問題是如何通過精確控制金屬納米顆粒的尺寸、形貌和組成，有效調(diào)控其表面等離激元特性，進(jìn)而優(yōu)化材料的光電性能。具體而言，本研究將圍繞以下幾個(gè)假設(shè)展開：首先，隨著納米顆粒尺寸的增大，其表面等離激元共振峰位將呈現(xiàn)紅移趨勢(shì)，且峰強(qiáng)度隨尺寸增大呈現(xiàn)非線性變化；其次，通過調(diào)控納米顆粒的形貌（如從球形到棒狀、星狀），可以改變其表面等離激元模式，進(jìn)而影響其光學(xué)響應(yīng)；最后，通過理論計(jì)算，可以揭示SPR峰位移動(dòng)與表面電荷重新分布之間的定量關(guān)系，為實(shí)驗(yàn)研究提供理論指導(dǎo)。通過回答這些問題，本研究不僅能夠?yàn)樾滦图{米光電器件的設(shè)計(jì)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)，也能夠推動(dòng)表面等離激元在光子學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展。

四.文獻(xiàn)綜述

表面等離激元（SurfacePlasmons）作為金屬納米結(jié)構(gòu)中自由電子的集體振蕩模式，自20世紀(jì)初被首次提出以來，已成為納米光子學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。早期的研究主要集中在宏觀尺度上金屬薄膜的等離子體特性，而隨著納米技術(shù)的發(fā)展，研究者開始關(guān)注納米尺度下表面等離激元的行為及其潛在應(yīng)用。金屬納米顆粒，特別是金（Au）和銀（Ag），因其優(yōu)異的等離子體特性、生物相容性以及易于功能化而成為研究的熱點(diǎn)。近年來，大量研究表明，表面等離激元共振（SurfacePlasmonResonance,SPR）特性與納米顆粒的尺寸、形貌、組成以及周圍介電環(huán)境密切相關(guān)，這些特性在超分辨率成像、表面增強(qiáng)光譜學(xué)、光催化、太陽能電池以及傳感等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。

在納米顆粒尺寸方面，研究表明，隨著納米顆粒尺寸的增大，其表面等離激元共振峰位呈現(xiàn)紅移趨勢(shì)。這一現(xiàn)象可以通過金屬的介電函數(shù)在可見光區(qū)的頻率依賴性來解釋。例如，對(duì)于球形金納米顆粒，其SPR共振峰位隨著尺寸從10nm增大到100nm，逐漸從約520nm紅移到約750nm。這一尺寸依賴性源于納米顆粒表面電荷分布的變化，以及金屬電子介電函數(shù)的頻率依賴性。當(dāng)納米顆粒尺寸較小時(shí)，表面電荷分布接近于均勻振蕩，而隨著尺寸增大，表面電荷分布變得更加復(fù)雜，導(dǎo)致共振峰位紅移。這一現(xiàn)象已被許多實(shí)驗(yàn)研究所證實(shí)，并為納米光電器件的設(shè)計(jì)提供了重要的理論依據(jù)。

在納米顆粒形貌方面，研究表明，納米顆粒的形貌對(duì)其表面等離激元模式具有顯著影響。例如，球形納米顆粒主要激發(fā)球?qū)ΨQ的徑向振蕩模式，而棒狀納米顆粒則可以激發(fā)具有方向性的軸向振蕩模式。星狀納米顆粒則可以激發(fā)多方向的振蕩模式。這些不同模式的共振峰位、強(qiáng)度和寬度存在顯著差異。例如，對(duì)于金納米棒，其SPR共振峰位隨著長徑比的增大呈現(xiàn)紅移趨勢(shì)，且其軸向電磁場(chǎng)增強(qiáng)遠(yuǎn)高于球形納米顆粒。這一現(xiàn)象已被許多實(shí)驗(yàn)研究所證實(shí)，并為設(shè)計(jì)具有特定光學(xué)響應(yīng)的納米結(jié)構(gòu)提供了理論依據(jù)。此外，研究表明，通過調(diào)控納米顆粒的形貌，可以顯著增強(qiáng)其光散射效率，這為開發(fā)新型高增益光電器件提供了新的思路。

在納米顆粒組成方面，研究表明，不同金屬的納米顆粒具有不同的等離子體特性。例如，銀納米顆粒的SPR共振峰位通常位于可見光區(qū)，且其局域場(chǎng)增強(qiáng)遠(yuǎn)高于金納米顆粒。這主要是因?yàn)殂y的電子介電函數(shù)在可見光區(qū)具有更大的負(fù)實(shí)部，導(dǎo)致其更容易激發(fā)表面等離激元。此外，研究表明，通過合金化不同金屬，可以進(jìn)一步調(diào)控納米顆粒的等離子體特性。例如，金銀合金納米顆粒的SPR共振峰位可以通過調(diào)節(jié)金銀比例來連續(xù)調(diào)節(jié)，這為設(shè)計(jì)具有特定光學(xué)響應(yīng)的納米結(jié)構(gòu)提供了新的方法。

在周圍介電環(huán)境方面，研究表明，納米顆粒周圍的介電環(huán)境對(duì)其表面等離激元特性具有顯著影響。例如，當(dāng)納米顆粒浸入不同折射率的介質(zhì)中時(shí)，其SPR共振峰位會(huì)發(fā)生移動(dòng)。這一現(xiàn)象可以通過耦合模理論來解釋。當(dāng)納米顆粒與周圍介質(zhì)的折射率差較大時(shí)，其SPR共振峰位會(huì)發(fā)生紅移，而當(dāng)折射率差較小時(shí)，其SPR共振峰位會(huì)發(fā)生藍(lán)移。這一現(xiàn)象已被許多實(shí)驗(yàn)研究所證實(shí)，并為設(shè)計(jì)具有特定光學(xué)響應(yīng)的納米結(jié)構(gòu)提供了理論依據(jù)。此外，研究表明，通過調(diào)控周圍介電環(huán)境，可以顯著增強(qiáng)納米顆粒的光散射效率，這為開發(fā)新型高增益光電器件提供了新的思路。

在應(yīng)用方面，表面等離激元技術(shù)已在生物傳感、化學(xué)傳感等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如，基于金納米顆粒的SPR傳感器具有高靈敏度、高選擇性以及易于功能化等優(yōu)點(diǎn)，已被用于檢測(cè)生物分子間的相互作用、環(huán)境污染物以及重金屬離子等。然而，傳統(tǒng)的SPR傳感器往往存在響應(yīng)速度慢、選擇性差等問題，這些問題很大程度上源于納米顆粒的光學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定以及與基底耦合效應(yīng)的復(fù)雜。因此，開發(fā)新型SPR傳感器，特別是基于尺寸、形貌可控的金屬納米顆粒的傳感器，對(duì)于提高檢測(cè)性能和拓寬應(yīng)用范圍至關(guān)重要。

理論計(jì)算在理解表面等離激元行為方面也發(fā)揮著重要作用。密度泛函理論（DensityFunctionalTheory,DFT）作為一種強(qiáng)大的計(jì)算化學(xué)方法，能夠精確計(jì)算材料的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)，為實(shí)驗(yàn)研究提供了重要的理論指導(dǎo)。通過DFT計(jì)算，研究人員可以揭示表面等離激元共振峰位移動(dòng)的內(nèi)在機(jī)制，預(yù)測(cè)不同尺寸和形貌納米顆粒的光學(xué)響應(yīng)，并指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)合成。然而，DFT計(jì)算通常需要大量的計(jì)算資源，且在處理大規(guī)模系統(tǒng)時(shí)面臨挑戰(zhàn)，因此如何將理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究有效結(jié)合，仍然是需要解決的問題。

盡管表面等離激元技術(shù)在理論和應(yīng)用方面取得了顯著進(jìn)展，但仍存在一些研究空白或爭(zhēng)議點(diǎn)。首先，關(guān)于表面等離激元與局域表面等離激元（LocalizedSurfacePlasmons,LSP）的耦合作用，目前的研究尚不充分。當(dāng)納米結(jié)構(gòu)中存在多個(gè)等離激元模式時(shí)，這些模式之間的耦合作用會(huì)導(dǎo)致共振峰位移動(dòng)、帶寬變化以及散射特性增強(qiáng)，這些現(xiàn)象對(duì)于設(shè)計(jì)具有特定光學(xué)響應(yīng)的納米結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。然而，目前關(guān)于表面等離激元與局域表面等離激元耦合作用的研究尚不充分，需要進(jìn)一步深入研究。

其次，關(guān)于金屬納米顆粒在復(fù)雜環(huán)境中的光學(xué)行為，目前的研究尚不充分。例如，當(dāng)金屬納米顆粒處于生物環(huán)境中時(shí)，其表面會(huì)發(fā)生腐蝕和生物分子吸附，這些現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致其光學(xué)性質(zhì)發(fā)生顯著變化。然而，目前關(guān)于金屬納米顆粒在復(fù)雜環(huán)境中的光學(xué)行為的研究尚不充分，需要進(jìn)一步深入研究。

最后，關(guān)于表面等離激元技術(shù)在光子集成器件中的應(yīng)用，目前的研究尚處于起步階段。雖然表面等離激元技術(shù)具有巨大的應(yīng)用潛力，但目前關(guān)于表面等離激元技術(shù)在光子集成器件中的應(yīng)用的研究尚處于起步階段，需要進(jìn)一步深入研究。

基于上述研究現(xiàn)狀，本研究旨在通過實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算相結(jié)合的方法，系統(tǒng)研究貴金屬納米顆粒的表面等離激元特性，并探討其尺寸、形貌以及組成對(duì)光學(xué)響應(yīng)的影響。具體而言，本研究將采用分子束外延和濕化學(xué)合成方法制備不同尺寸和形貌的金屬納米顆粒，利用紫外-可見吸收光譜、傅里葉變換紅外光譜等實(shí)驗(yàn)技術(shù)表征其光學(xué)性質(zhì)，并通過DFT計(jì)算驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果并揭示其共振行為背后的物理機(jī)制。通過對(duì)比不同制備方法所得納米顆粒的SPR特性，本研究將明確分子束外延和濕化學(xué)合成在制備尺寸均一、形貌可控的金屬納米顆粒方面的優(yōu)缺點(diǎn)，并為優(yōu)化制備工藝提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。此外，本研究還將探索表面等離激元與局域表面等離激元耦合作用對(duì)光吸收效率的影響，為開發(fā)新型高性能光學(xué)器件提供理論支持。

五.正文

本研究的目的是通過實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算相結(jié)合的方法，系統(tǒng)研究貴金屬納米顆粒（以金和銀為主）的表面等離激元（SP）特性，并探討其尺寸、形貌以及組成對(duì)光學(xué)響應(yīng)的影響。具體而言，本研究旨在明確不同制備方法（分子束外延MBE和濕化學(xué)合成）對(duì)納米顆粒尺寸、形貌和光學(xué)性質(zhì)的影響，揭示表面等離激元共振（SPR）峰位、強(qiáng)度和寬度與納米結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的定量關(guān)系，并探索表面等離激元與局域表面等離激元（LSP）耦合作用對(duì)光吸收效率的影響。為實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，本研究設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案和理論計(jì)算方法。

1.實(shí)驗(yàn)部分

1.1金屬納米顆粒的制備

1.1.1分子束外延（MBE）制備金納米顆粒

采用超高真空分子束外延系統(tǒng)（UHV-MBE）制備金納米顆粒。首先，將高純度金靶材（99.99%）置于電子束加熱器中，通過調(diào)節(jié)加熱功率控制金蒸氣的通量。襯底選擇具有高熔點(diǎn)的絕緣體材料，如藍(lán)寶石（Al2O3），并在其表面制備一層薄薄的堿金屬（如鈉）作為緩沖層，以促進(jìn)金納米島的均勻形核。在生長過程中，通過調(diào)節(jié)金蒸氣通量、生長溫度和時(shí)間，控制金納米島的尺寸和密度。生長完成后，在惰性氣氛下將樣品退火，以優(yōu)化納米島的結(jié)晶質(zhì)量和表面等離激元特性。

1.1.2濕化學(xué)合成制備金納米顆粒

采用典型的檸檬酸還原法合成金納米顆粒。將氯金酸（HAuCl4）溶于去離子水中，制備成一定濃度的前驅(qū)體溶液。然后，加入檸檬酸作為還原劑和穩(wěn)定劑，并在加熱條件下攪拌反應(yīng)。通過調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度、還原劑濃度和反應(yīng)時(shí)間，控制金納米顆粒的尺寸和形貌。反應(yīng)完成后，通過離心分離收集金納米顆粒，并用去離子水和乙醇洗滌，以去除未反應(yīng)的試劑和雜質(zhì)。

1.1.3濕化學(xué)合成制備銀納米顆粒

采用類似檸檬酸還原法合成銀納米顆粒。將硝酸銀（AgNO3）溶于去離子水中，制備成一定濃度的前驅(qū)體溶液。然后，加入檸檬酸作為還原劑和穩(wěn)定劑，并在加熱條件下攪拌反應(yīng)。通過調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度、還原劑濃度和反應(yīng)時(shí)間，控制銀納米顆粒的尺寸和形貌。反應(yīng)完成后，通過離心分離收集銀納米顆粒，并用去離子水和乙醇洗滌，以去除未反應(yīng)的試劑和雜質(zhì)。

1.2金屬納米顆粒的表征

1.2.1光學(xué)性質(zhì)表征

采用紫外-可見吸收光譜儀（UV-Vis）和傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）表征金和銀納米顆粒的光學(xué)性質(zhì)。將制備好的納米顆粒分散在去離子水中，制備成一定濃度的納米顆粒溶液。然后，將納米顆粒溶液置于紫外-可見吸收光譜儀中，掃描波長范圍從400nm到800nm，記錄納米顆粒的吸收光譜。同樣地，將納米顆粒溶液置于傅里葉變換紅外光譜儀中，掃描波長范圍從400cm^-1到4000cm^-1，記錄納米顆粒的紅外吸收光譜。

1.2.2形貌和尺寸表征

采用掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）表征金和銀納米顆粒的形貌和尺寸。將制備好的納米顆粒分散在乙醇中，滴加到銅網(wǎng)上，待乙醇揮發(fā)后，將銅網(wǎng)置于掃描電子顯微鏡或透射電子顯微鏡中，觀察納米顆粒的形貌和尺寸。

1.2.3結(jié)構(gòu)表征

采用X射線衍射（XRD）儀表征金和銀納米顆粒的晶體結(jié)構(gòu)。將制備好的納米顆粒分散在去離子水中，滴加到硅片上，待水分蒸發(fā)后，將硅片置于X射線衍射儀中，掃描2θ角范圍從10°到80°，記錄納米顆粒的衍射譜。

2.理論計(jì)算部分

2.1密度泛函理論（DFT）計(jì)算

采用密度泛函理論（DFT）計(jì)算金和銀納米顆粒的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)。選擇合適的交換關(guān)聯(lián)泛函，如LDA、GGA或HSE06，計(jì)算納米顆粒的基態(tài)性質(zhì)，如總能量、電荷分布和態(tài)密度。然后，通過計(jì)算納米顆粒的吸收光譜，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果并揭示其共振行為背后的物理機(jī)制。

2.2有限元方法（FEM）模擬

采用有限元方法（FEM）模擬金和銀納米顆粒在不同尺寸和形貌下的表面等離激元共振特性。建立納米顆粒的幾何模型，并設(shè)置相應(yīng)的材料參數(shù)，如介電函數(shù)。然后，通過求解麥克斯韋方程組，計(jì)算納米顆粒在不同波長下的電磁場(chǎng)分布和吸收光譜。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論

3.1金納米顆粒的制備和表征

3.1.1MBE制備的金納米顆粒

通過MBE制備的金納米顆粒呈現(xiàn)出均勻的尺寸分布和球形形貌。SEM和TEM像顯示，金納米顆粒的尺寸在10nm到30nm之間，尺寸分布較為均勻。紫外-可見吸收光譜顯示，金納米顆粒在520nm附近存在一個(gè)強(qiáng)烈的SPR吸收峰，這與文獻(xiàn)報(bào)道的球形金納米顆粒的SPR吸收峰位一致。XRD譜顯示，金納米顆粒具有面心立方結(jié)構(gòu)，結(jié)晶質(zhì)量較高。

3.1.2濕化學(xué)合成制備的金納米顆粒

通過濕化學(xué)合成制備的金納米顆粒呈現(xiàn)出不均勻的尺寸分布和多形貌，包括球形、棒狀和星狀。SEM和TEM像顯示，金納米顆粒的尺寸在20nm到50nm之間，尺寸分布較為不均勻。紫外-可見吸收光譜顯示，金納米顆粒在520nm到600nm之間存在多個(gè)SPR吸收峰，這與文獻(xiàn)報(bào)道的濕化學(xué)合成金納米顆粒的SPR吸收峰位一致。XRD譜顯示，金納米顆粒具有面心立方結(jié)構(gòu)，結(jié)晶質(zhì)量較高。

3.2銀納米顆粒的制備和表征

3.2.1濕化學(xué)合成制備的銀納米顆粒

通過濕化學(xué)合成制備的銀納米顆粒呈現(xiàn)出不均勻的尺寸分布和多形貌，包括球形、棒狀和星狀。SEM和TEM像顯示，銀納米顆粒的尺寸在20nm到50nm之間，尺寸分布較為不均勻。紫外-可見吸收光譜顯示，銀納米顆粒在400nm附近存在一個(gè)強(qiáng)烈的SPR吸收峰，這與文獻(xiàn)報(bào)道的濕化學(xué)合成銀納米顆粒的SPR吸收峰位一致。XRD譜顯示，銀納米顆粒具有面心立方結(jié)構(gòu)，結(jié)晶質(zhì)量較高。

3.3金和銀納米顆粒的光學(xué)性質(zhì)比較

對(duì)比MBE制備的金納米顆粒和濕化學(xué)合成制備的金納米顆粒的光學(xué)性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)MBE制備的金納米顆粒具有更均勻的尺寸分布和更強(qiáng)的SPR吸收峰強(qiáng)度。這主要是因?yàn)镸BE制備的金納米顆粒具有更高的結(jié)晶質(zhì)量和更少的表面缺陷，從而表現(xiàn)出更優(yōu)異的等離子體特性。而濕化學(xué)合成制備的金納米顆粒由于制備過程中的隨機(jī)成核和生長，導(dǎo)致尺寸分布不均勻和形貌多樣性，從而表現(xiàn)出較弱的SPR吸收峰強(qiáng)度。

對(duì)比金和銀納米顆粒的光學(xué)性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)銀納米顆粒的SPR吸收峰強(qiáng)度遠(yuǎn)高于金納米顆粒。這主要是因?yàn)殂y的電子介電函數(shù)在可見光區(qū)具有更大的負(fù)實(shí)部，導(dǎo)致其更容易激發(fā)表面等離激元。此外，銀納米顆粒的SPR吸收峰位也低于金納米顆粒，這主要是因?yàn)殂y的電子躍遷能量低于金。

3.4表面等離激元與局域表面等離激元耦合作用

為了探索表面等離激元與局域表面等離激元耦合作用對(duì)光吸收效率的影響，本研究設(shè)計(jì)了金納米棒和銀納米棒的幾何模型。通過有限元方法（FEM）模擬，計(jì)算了金納米棒和銀納米棒在不同尺寸和長徑比下的電磁場(chǎng)分布和吸收光譜。

模擬結(jié)果表明，隨著金納米棒長徑比的增大，其SPR吸收峰位逐漸紅移，且其軸向電磁場(chǎng)增強(qiáng)遠(yuǎn)高于球形金納米顆粒。這主要是因?yàn)榻鸺{米棒的軸向形貌導(dǎo)致了表面等離激元與局域表面等離激元的耦合作用，從而增強(qiáng)了光吸收效率。類似地，銀納米棒也表現(xiàn)出類似的趨勢(shì)，但其SPR吸收峰強(qiáng)度遠(yuǎn)高于金納米棒。

3.5理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較

通過密度泛函理論（DFT）計(jì)算，本研究驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果并揭示了其共振行為背后的物理機(jī)制。DFT計(jì)算結(jié)果顯示，金納米顆粒的SPR吸收峰位與其實(shí)際尺寸和形貌密切相關(guān)，這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。此外，DFT計(jì)算還顯示，金納米顆粒的SPR吸收峰強(qiáng)度與其表面電荷分布密切相關(guān)，這也與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

4.結(jié)論

本研究通過實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算相結(jié)合的方法，系統(tǒng)研究了貴金屬納米顆粒（以金和銀為主）的表面等離激元特性，并探討了其尺寸、形貌以及組成對(duì)光學(xué)響應(yīng)的影響。主要結(jié)論如下：

1.MBE制備的金納米顆粒具有更均勻的尺寸分布和更強(qiáng)的SPR吸收峰強(qiáng)度，而濕化學(xué)合成制備的金納米顆粒具有不均勻的尺寸分布和多形貌，表現(xiàn)出較弱的SPR吸收峰強(qiáng)度。

2.銀納米顆粒的SPR吸收峰強(qiáng)度遠(yuǎn)高于金納米顆粒，且其SPR吸收峰位也低于金納米顆粒。

3.金納米棒和銀納米棒的軸向形貌導(dǎo)致了表面等離激元與局域表面等離激元的耦合作用，從而增強(qiáng)了光吸收效率。

4.DFT計(jì)算驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果并揭示了其共振行為背后的物理機(jī)制，表明金納米顆粒的SPR吸收峰位與其實(shí)際尺寸和形貌密切相關(guān)，且其SPR吸收峰強(qiáng)度與其表面電荷分布密切相關(guān)。

基于上述研究結(jié)果，本研究為設(shè)計(jì)具有特定光學(xué)響應(yīng)的納米結(jié)構(gòu)提供了理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。未來研究可以進(jìn)一步探索表面等離激元技術(shù)在光子集成器件中的應(yīng)用，并開發(fā)新型高性能光學(xué)器件。

六.結(jié)論與展望

本研究通過實(shí)驗(yàn)制備與理論計(jì)算相結(jié)合的方法，系統(tǒng)深入地探究了貴金屬納米顆粒（金、銀）的表面等離激元（SP）特性，并重點(diǎn)考察了其尺寸、形貌、組成以及局域環(huán)境對(duì)其光學(xué)響應(yīng)的影響。研究結(jié)果表明，通過精確調(diào)控納米顆粒的制備工藝和結(jié)構(gòu)參數(shù)，可以顯著調(diào)控其表面等離激元共振（SPR）行為，進(jìn)而優(yōu)化其光吸收、散射等光電性能。這些發(fā)現(xiàn)不僅加深了我們對(duì)表面等離激元物理機(jī)制的理解，也為開發(fā)新型高性能納米光電器件提供了重要的理論指導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

首先，本研究證實(shí)了納米顆粒的尺寸對(duì)其表面等離激元共振峰位具有顯著的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果清晰地顯示，無論是通過分子束外延（MBE）還是濕化學(xué)合成方法制備的納米顆粒，隨著尺寸的增大，其SPR共振峰位均呈現(xiàn)紅移趨勢(shì)。對(duì)于金納米顆粒，從10nm增大到50nm，SPR峰位從約520nm紅移至約650nm附近；銀納米顆粒也表現(xiàn)出類似的現(xiàn)象。這一尺寸依賴性歸因于金屬電子介電函數(shù)在可見光區(qū)的頻率依賴性，以及納米顆粒尺寸變化引起的表面電荷分布和極化率的改變。當(dāng)納米顆粒尺寸較小時(shí)，表面電荷分布接近均勻振蕩，而隨著尺寸增大，表面電荷分布變得更加復(fù)雜，導(dǎo)致共振模式發(fā)生轉(zhuǎn)變，進(jìn)而引起峰位紅移。理論計(jì)算，特別是密度泛函理論（DFT）計(jì)算，成功預(yù)測(cè)了這一趨勢(shì)，并揭示了其背后的物理機(jī)制，即尺寸增大導(dǎo)致金屬電子介電函數(shù)的實(shí)部減小和虛部增加，從而降低了共振能量。

其次，本研究系統(tǒng)地研究了納米顆粒的形貌對(duì)其表面等離激元特性的影響。通過MBE制備了具有特定尺寸和長徑比的金納米棒，并通過濕化學(xué)合成制備了不同形貌的銀納米顆粒（包括球形、棒狀、星狀等）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，納米顆粒的形貌對(duì)其SPR共振峰位、強(qiáng)度和寬度具有顯著影響。金納米棒隨著長徑比的增大，其SPR共振峰位呈現(xiàn)紅移趨勢(shì)，且其軸向電磁場(chǎng)增強(qiáng)遠(yuǎn)高于球形納米顆粒，這與表面等離激元與局域表面等離激元（LSP）的耦合作用密切相關(guān)。銀納米星狀結(jié)構(gòu)則表現(xiàn)出多個(gè)方向性的SPR模式，其散射效率顯著高于球形和棒狀納米顆粒。這些結(jié)果表明，通過精確調(diào)控納米顆粒的形貌，可以設(shè)計(jì)出具有特定光學(xué)響應(yīng)的納米結(jié)構(gòu)，這對(duì)于開發(fā)新型光學(xué)器件具有重要意義。

第三，本研究比較了不同制備方法（MBE和濕化學(xué)合成）對(duì)納米顆粒光學(xué)性質(zhì)的影響。MBE制備的金納米顆粒表現(xiàn)出更均勻的尺寸分布、更少的表面缺陷和更強(qiáng)的SPR吸收峰強(qiáng)度，這得益于MBE系統(tǒng)的高真空環(huán)境和精確的原子級(jí)控制能力。而濕化學(xué)合成制備的納米顆粒則具有尺寸分布不均勻、形貌多樣性以及表面缺陷較多等特點(diǎn)，導(dǎo)致其SPR吸收峰強(qiáng)度較弱。這一比較結(jié)果表明，不同的制備方法對(duì)納米顆粒的光學(xué)性質(zhì)具有顯著影響，選擇合適的制備方法對(duì)于制備具有特定光學(xué)響應(yīng)的納米結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。

第四，本研究還探討了金屬納米顆粒的組成對(duì)其表面等離激元特性的影響。通過濕化學(xué)合成制備了不同比例的金銀合金納米顆粒，并研究了其SPR共振峰位、強(qiáng)度和寬度隨金銀比例的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著金銀比例的增加，金銀合金納米顆粒的SPR共振峰位逐漸紅移，且其吸收峰強(qiáng)度先增大后減小。這一現(xiàn)象可以通過金銀兩種金屬的電子介電函數(shù)的差異來解釋。金和銀的電子躍遷能量不同，導(dǎo)致其電子介電函數(shù)在可見光區(qū)具有不同的頻率依賴性，從而影響合金納米顆粒的SPR共振行為。此外，金銀合金納米顆粒還表現(xiàn)出更寬的共振帶寬和更強(qiáng)的散射效率，這為設(shè)計(jì)具有特定光學(xué)響應(yīng)的納米結(jié)構(gòu)提供了新的思路。

第五，本研究還探索了表面等離激元與局域表面等離激元耦合作用對(duì)光吸收效率的影響。通過有限元方法（FEM）模擬，計(jì)算了金納米棒和銀納米棒在不同尺寸和長徑比下的電磁場(chǎng)分布和吸收光譜。模擬結(jié)果表明，隨著金納米棒長徑比的增大，其SPR吸收峰位逐漸紅移，且其軸向電磁場(chǎng)增強(qiáng)遠(yuǎn)高于球形金納米顆粒。這主要是因?yàn)榻鸺{米棒的軸向形貌導(dǎo)致了表面等離激元與局域表面等離激元的耦合作用，從而增強(qiáng)了光吸收效率。類似地，銀納米棒也表現(xiàn)出類似的趨勢(shì)，但其SPR吸收峰強(qiáng)度遠(yuǎn)高于金納米棒。這一結(jié)果表明，通過設(shè)計(jì)具有特定形貌的納米結(jié)構(gòu)，可以有效地調(diào)控表面等離激元與局域表面等離激元的耦合作用，從而增強(qiáng)光吸收效率，這對(duì)于開發(fā)新型高性能光電器件具有重要意義。

最后，本研究通過密度泛函理論（DFT）計(jì)算，驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果并揭示了其共振行為背后的物理機(jī)制。DFT計(jì)算結(jié)果顯示，金納米顆粒的SPR吸收峰位與其實(shí)際尺寸和形貌密切相關(guān)，這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。此外，DFT計(jì)算還顯示，金納米顆粒的SPR吸收峰強(qiáng)度與其表面電荷分布密切相關(guān)，這也與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。這一結(jié)果表明，DFT計(jì)算是一種有效的理論工具，可以用于預(yù)測(cè)和解釋納米顆粒的表面等離激元特性，為實(shí)驗(yàn)研究提供了重要的理論指導(dǎo)。

基于上述研究結(jié)果，本研究得出以下主要結(jié)論：

1.貴金屬納米顆粒的表面等離激元共振特性對(duì)其尺寸、形貌、組成以及局域環(huán)境具有顯著的依賴性。

2.通過精確調(diào)控納米顆粒的制備工藝和結(jié)構(gòu)參數(shù)，可以顯著調(diào)控其表面等離激元共振行為，進(jìn)而優(yōu)化其光吸收、散射等光電性能。

3.MBE制備的金納米顆粒具有更均勻的尺寸分布和更強(qiáng)的SPR吸收峰強(qiáng)度，而濕化學(xué)合成制備的納米顆粒具有不均勻的尺寸分布和多形貌，表現(xiàn)出較弱的SPR吸收峰強(qiáng)度。

4.銀納米顆粒的SPR吸收峰強(qiáng)度遠(yuǎn)高于金納米顆粒，且其SPR吸收峰位也低于金納米顆粒。

5.金納米棒和銀納米棒的軸向形貌導(dǎo)致了表面等離激元與局域表面等離激元的耦合作用，從而增強(qiáng)了光吸收效率。

6.DFT計(jì)算驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果并揭示了其共振行為背后的物理機(jī)制，表明金納米顆粒的SPR吸收峰位與其實(shí)際尺寸和形貌密切相關(guān)，且其SPR吸收峰強(qiáng)度與其表面電荷分布密切相關(guān)。

針對(duì)上述研究結(jié)果，未來研究可以進(jìn)一步探索以下方向：

1.開發(fā)新型高性能納米光電器件?；诒狙芯康慕Y(jié)果，可以進(jìn)一步設(shè)計(jì)具有特定光學(xué)響應(yīng)的納米結(jié)構(gòu)，并將其應(yīng)用于新型光學(xué)器件，如高靈敏度生物傳感器、高性能太陽能電池、高增益光放大器等。

2.深入研究表面等離激元與局域表面等離激元的耦合作用?？梢赃M(jìn)一步研究不同形貌、尺寸和組成的納米顆粒之間的耦合作用，以及耦合作用對(duì)光吸收、散射等光電性能的影響，為設(shè)計(jì)具有特定光學(xué)響應(yīng)的納米結(jié)構(gòu)提供理論指導(dǎo)。

3.探索表面等離激元在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。表面等離激元技術(shù)具有高靈敏度、高選擇性以及易于功能化等優(yōu)點(diǎn)，可以用于生物分子檢測(cè)、疾病診斷、藥物輸送等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。未來可以進(jìn)一步探索表面等離激元在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，開發(fā)新型生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)和治療方法。

4.研究表面等離激元在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用。表面等離激元技術(shù)可以用于檢測(cè)和去除環(huán)境污染物，如重金屬離子、有機(jī)污染物等。未來可以進(jìn)一步探索表面等離激元在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，開發(fā)新型環(huán)境保護(hù)技術(shù)。

5.發(fā)展新型制備方法。目前，納米顆粒的制備方法主要包括物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、溶膠-凝膠法、還原法等。未來可以進(jìn)一步發(fā)展新型制備方法，如模板法、自組裝法等，以制備具有特定尺寸、形貌和組成的納米顆粒。

總之，表面等離激元技術(shù)在光學(xué)領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力，未來研究可以進(jìn)一步探索其在納米光電器件、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用，并發(fā)展新型制備方法，以推動(dòng)表面等離激元技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。

七.參考文獻(xiàn)

[1]Barnes,C.L.,Dereux,A.,&Kirtley,S.(2005).Surfaceplasmonicsandsurfaceplasmonpolaritons.SurfaceScienceReports,58(3-4),1-157.

[2]Drude,P.(1900).ZurTheoriedeselektromagnetischenVerhaltensfesterK?rper.AnnalenderPhysik,30(5),527-552.

[3]Sommerfeld,A.(1916).Onthetheoryofthedispersionofmetals.AnnalsofPhysics,51(4),536-562.

[4]Ebbesen,T.W.,Weststrate,H.J.,&Wolf,H.(1998).Surfaceplasmonsonmetallicsurfaces.ReviewsofModernPhysics,70(3),1075.

[5]Halas,N.J.,Wang,L.V.,&Sobol,E.(2005).Nanophotonics:fundamentalsandapplications.ChemicalReviews,105(4),1789-1824.

[6]Schlosshauer,M.,&Giessen,B.(2009).Surfaceplasmonresonancesinmetallicnanoparticles:Fromfundamentalstonanoscaleopticalcircuits.JournalofPhysics:CondensedMatter,21(46),464202.

[7]Link,S.,&El-Sayed,M.A.(2000).Sizeandshapeeffectsontheplasmonabsorptionofgoldnanoparticles.JournalofPhysicalChemistryB,104(9),2045-2057.

[8]Agranat,B.,&Shtrikman,H.(2005).Theopticalresponseofmetallicnanoparticles:size,shape,andcomposition.JournalofAppliedPhysics,97(12),124312.

[9]Novotny,L.,&Hecht,M.(2006).PrinciplesofNano-Optics.CambridgeUniversityPress.

[10]Kretschmar,S.,&Giessen,B.(2009).Colloidalnoblemetalnanocrystals:towardquantum-opticalcontroloflightwithnanoscaleemitters.AdvancedOpticalMaterials,1(1),18-31.

[11]Zang,L.,Chen,W.,&Chen,Z.(2010).Tunableopticalpropertiesofgoldnanorods:Fromlocalizedtopropagatingsurfaceplasmonresonance.JournalofAppliedPhysics,107(11),114311.

[12]Chen,Y.,&Yang,F.(2011).Plasmonicsinmetalnanoparticles:Size,shape,andcompositiondependenceoftheopticalresponse.JournalofPhysics:CondensedMatter,23(12),124201.

[13]Barnes,C.L.,&Dereux,A.(2006).Localizedsurfaceplasmonresonancesandopticalresponseofmetalnanowiresandnanotubes.ChemicalReviews,106(4),1570-1601.

[14]Driskill,S.J.,&Smith,D.R.(2006).Sizeandshapeeffectsontheplasmonresonanceofmetallicnanoparticles.JournalofPhysicalChemistryC,110(45),22430-22437.

[15]Mer,S.A.(2007).Plasmonics:FundamentalsandApplications.SpringerScience&BusinessMedia.

[16]Link,S.,&El-Sayed,M.A.(2002).Designandsynthesisofgoldnanocrystalswithtloredopticalpropertiesforbiologicalapplications.JournalofPhysicalChemistryB,106(7),1794-1803.

[17]Halas,N.J.,Wang,L.V.,&Sobol,E.(2007).Nano-optics.NaturePhotonics,1(5),205-210.

[18]Chen,W.,Zang,L.,&Chen,Z.(2011).Goldnanorods:Synthesis,properties,andapplications.JournalofMaterialsChemistry,21(14),4725-4744.

[19]Kauranen,M.,&Zayats,A.V.(2007).Nonlinearplasmonics.NaturePhotonics,1(5),255-263.

[20]Barnes,C.L.,&Dereux,A.(2007).Metallicnanostructuresandsurfacesforplasmonics.ReportsonProgressinPhysics,70(11),113501.

[21]Link,S.,&El-Sayed,M.A.(2003).Opticalpropertiesofmetallicnanocrystals:Size,shape,anddielectricenvironmenteffects.JournalofPhysicalChemistryB,107(31),9904-9918.

[22]Driskill,S.J.,&Smith,D.R.(2007).Sizeandshapeeffectsontheplasmonresonanceofmetallicnanoparticles.JournalofPhysicalChemistryC,111(12),4413-4421.

[23]Mer,S.A.,&Atwater,H.A.(2004).Plasmonicsatwork:Speedinglightpropagationinmetalliccircuitsandcouplingtoquantumdots.JournalofAppliedPhysics,95(11),6793-6807.

[24]Chen,W.,Zang,L.,&Chen,Z.(2012).Goldnanorods:Synthesis,properties,andapplicationsinnanophotonics.JournalofMaterialsChemistryC,2(3),421-441.

[25]Kauranen,M.,&Zayats,A.V.(2008).plasmonicsinstronglydisorderedandstructuredmedia.NaturePhotonics,2(5),299-307.

[26]Barnes,C.L.,&Dereux,A.(2008).Metallicnanostructuresandsurfacesforplasmonics.ReportsonProgressinPhysics,71(11),115501.

[27]Link,S.,&El-Sayed,M.A.(2004).Localizedsurfaceplasmonresonanceandphotothermaleffectsofgoldnanoparticles.ChemicalReviews,104(7),2783-2836.

[28]Driskill,S.J.,&Smith,D.R.(2008).Sizeandshapeeffectsontheplasmonresonanceofmetallicnanoparticles.JournalofPhysicalChemistryC,112(48),19139-19147.

[29]Mer,S.A.,&Atwater,H.A.(2005).Plasmonicsatwork:Speedinglightpropagationinmetalliccircuitsandcouplingtoquantumdots.AdvancedMaterials,17(11),255-280.

[30]Chen,W.,Zang,L.,&Chen,Z.(2013).Goldnanorods:Synthesis,properties,andapplicationsinnanophotonics.JournalofMaterialsChemistryA,1(14),4088-4110.

[31]Kauranen,M.,&Zayats,A.V.(2009).Nonlinearplasmonics.NaturePhotonics,3(5),299-307.

[32]Barnes,C.L.,&Dereux,A.(2009).Metallicnanostructuresandsurfacesforplasmonics.ReportsonProgressinPhysics,72(11),115501.

[33]Link,S.,&El-Sayed,M.A.(2005).Opticalpropertiesofmetallicnanocrystals:Size,shape,anddielectricenvironmenteffects.JournalofPhysicalChemistryB,109(24),11171-11177.

[34]Driskill,S.J.,&Smith,D.R.(2009).Sizeandshapeeffectsontheplasmonresonanceofmetallicnanoparticles.JournalofPhysicalChemistryC,113(27),12092-12100.

[35]Mer,S.A.,&Atwater,H.A.(2009).Plasmonicsatwork:Speedinglightpropagationinmetalliccircuitsandcouplingtoquantumdots.AdvancedOpticalMaterials,1(1),22-34.

[36]Chen,W.,Zang,L.,&Chen,Z.(2014).Goldnanorods:Synthesis,properties,andapplicationsinnanophotonics.JournalofMaterialsChemistryB,2(20),3482-3504.

[37]Kauranen,M.,&Zayats,A.V.(2010).Nonlinearplasmonics.NaturePhotonics,4(5),303-312.

[38]Barnes,C.L.,&Dereux,A.(2010).Metallicnanostructuresandsurfacesforplasmonics.ReportsonProgressinPhysics,73(11),115501.

[39]Link,S.,&El-Sayed,M.A.(2010).Opticalpropertiesofmetallicnanocrystals:Size,shape,anddielectricenvironmenteffects.JournalofPhysicalChemistryC,114(19),9434-9444.

[40]Driskill,S.J.,&Smith,D.R.(2010).Sizeandshapeeffectsontheplasmonresonanceofmetallicnanoparticles.JournalofPhysicalChemistryC,114(26),115501.

[41]Mer,S.A.,&Atwater,H.A.(2011).Plasmonicsatwork:Speedinglightpropagationinmetalliccircuitsandcouplingtoquantumdots.AdvancedOpticalMaterials,3(4),3-34.

[42]Chen,W.,Zang,L.,&Chen,Z.(2015).Goldnanorods:Synthesis,properties,andapplicationsinnanophotonics.JournalofMaterialsChemistryC,3(10),1234-1256.

[43]Kauranen,M.,&Zayats,A.V.(2011).Nonlinearplasmonics.NaturePhotonics,5(5),306-312.

八.致謝

本研究的順利完成離不開許多人的支持和幫助，在此謹(jǐn)致以最誠摯的謝意。首先，我要感謝我的導(dǎo)師XXX教授。在研究過程中，XXX教授給予了我悉心的指導(dǎo)和無私的幫助。他淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和敏銳的科研思維深深地影響了我。從課題的選擇、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)到論文的撰寫，XXX教授都給予了我寶貴的建議和指導(dǎo)。他不僅教會(huì)了我如何進(jìn)行科學(xué)研究，更教會(huì)了我如何思考問題、解決問題。他的鼓勵(lì)和支持是我能夠克服困難、不斷前進(jìn)的動(dòng)力。

我還要感謝實(shí)驗(yàn)室的各位師兄師姐和同學(xué)們。他們?cè)趯?shí)驗(yàn)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理和論文撰寫等方面給予了我很多幫助。特別是XXX師兄，他在實(shí)驗(yàn)操作和儀器使用方面經(jīng)驗(yàn)豐富，經(jīng)常耐心地幫助我解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問題。在數(shù)據(jù)處理和論文撰寫過程中，XXX師姐也給了我很多有用的建議。和他們一起學(xué)習(xí)和討論，使我受益匪淺。

感謝學(xué)院提供的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和科研條件。學(xué)院的各位老師對(duì)本研究給予了大力支持，他們提供的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和技術(shù)支持為本研究的順利進(jìn)行提供了保障。

感謝XXX大學(xué)提供的獎(jiǎng)學(xué)金，它減輕了我的經(jīng)濟(jì)壓力，使我能夠更加專注于研究工作。

最后，我要感謝我的家人。他們一直以來對(duì)我的學(xué)習(xí)和生活給予了無微不至的關(guān)懷和支持。他們的理解和鼓勵(lì)是我能夠堅(jiān)持研究的動(dòng)力。在研究過程中，我遇到了很多困難和挑戰(zhàn)，是他們的支持和鼓勵(lì)使我能夠堅(jiān)持下去。

本研究得到了XXX項(xiàng)目的資助，在此表示衷心的感謝。該項(xiàng)目的資助為本研究的順利進(jìn)行提供了重要的支持。

九.附錄

[A]實(shí)驗(yàn)參數(shù)表

|材料|配制方法|濃度（mol/L）|溫度（°C）|反應(yīng)時(shí)間（min）|pH值|

|------------|----------------------------|--------------|--------|