将贵金属(金、银、铜)制备为纳米粒子时,这些材料会出现一个非常重要的光学性质,即表面等离激元共振(localized surface plasmon resonance)效应。贵金属纳米粒子对光产生表面等离激元共振吸收后,会在其表面诱导产生电场,这一电场远大于入射光的电场分量。当分子处于等离激元纳米粒子周围时,其拉曼散射、荧光、双光子吸收等光学性质会被显著增强,增强幅度与所处电场的强度直接相关。本论文重点研究了表面等离激元纳米粒子的LSPR(局域表面等离激元共振)峰波长对分子的拉曼散射强度的影响。我们设计并合成了拉曼探针分子嵌入式的金核／银壳纳米棒,实现了单个纳米棒对分子拉曼散射增强,增幅显著超出了粒子间的‘’hot spots"造成的影响。研究了纳米棒的LSPR峰与分子拉曼散射强度的关系,当激发光的波长在金核／银壳纳米棒的等离激元共振频率附近时,拉曼信号可达到最大值。本研究结果为深入理解表面等离激元诱导电磁场增强,发展分子的选择性检测、多重成像,高通量检测等提供了新的思路。论文工作主要分为以下五个部分：1.背景介绍及文献综述。2.使用种子诱导生长法合成了CTAB包裹的金纳米棒,并通过改变合成过程中加入的硝酸银的量或合成后使用H202氧化两种方法调节金纳米棒的局域表面等离激元共振峰。并且使用硫醇分子修饰的金纳米棒作为种子,得到不同局域表面等离激元共振峰的分子嵌入式金核／银壳纳米棒。3.使用金纳米棒作为增强基底,分别用514.5nm,632.8nm,785nm激光作为激发光源得到对氨基苯硫酚的表面增强拉曼散射光谱,研究了不同激发波长下金纳米棒的LSPR峰与拉曼散射信号的关系。结果发现溶液中随机组装的纳米棒产生的hot spots"所引起的拉曼信号增强可能超出等离激元共振峰与激发波长匹配时引起的增强,导致分子拉曼信号的增强没有呈现与纳米棒等离激元共振峰的相关性。4.对拉曼探针分子修饰的金纳米棒进行银壳包裹以提高单个纳米棒上分子的拉曼散射信号强度,并对核壳纳米棒的LSPR峰与拉曼信号强度的关系进行研究。结果表明,通过在Au@Ag纳米棒上内置"hot spots",极大提高了单个纳米粒子对分子拉曼信号的增强效果,证实了纳米棒LSPR峰和表面增强拉曼散射光谱的相关性,藉此可通过改变激发波长选择性增强分子拉曼散射。5.合成了不同形貌、尺寸的金纳米颗粒,应用Z-scan技术初步研究了纳米颗粒的等离激元性质对其非线性光学性质的影响。结果表明,金纳米粒子的非线性响应中不但有表面等离激元引起的饱和吸收,同时有自由载流子吸收存在；纳米粒子的形貌,大小,表面等离激元性质都对其非线性光学性质产生影响。有望利用表面等离激元诱导产生的电场实现增强材料的非线性光学性质,并通过改变等离激元纳米粒子结构对材料的非线性光学性质进行调节。
