银纳米环和银纳米线的可控化学制备及其表面等离激元光学性质研究

金属纳米结构中的表面等离激元光学（Plasmonics）是目前纳光子学领域的研究热点之一，表面等离激元的众多奇特性质，使得它在许多领域，包括光学增强效应（SERS、表面增强光学非线性、荧光增强）、负折射材料和突破光的衍射极限的超级透镜（Superlens）、光学增透、光波导等等，显示出极大的潜在应用前景。本申请项目以化学合成制备的Ag纳米环和Ag纳米线为主要研究对象，结合其他金属纳米结构，在实验上研究其中表面等离激元光学性质。化学合成制备的金属纳米结构具备优异的晶体结构和表面，具有较小的表面等离激元传输损耗，本项目结合光激发和表面等离激元-激子耦合激发方式，研究Ag纳米环和Ag纳米线中表面等离激元的激发、传输、耦合和发射性质，通过比较分析，揭示Ag纳米环中表面等离激元传输的独特性质和Ag纳米环形腔的特点。我们在前期已经开展了一些初步研究工作，为进一步的研究和本项目的开展奠定了基础。

金属纳米结构中自由电子集体振荡引起的表面等离激元共振，带来很多独特的光学性质，比如极大的光吸收和光散射截面，极大的局域电场增强等，可以增强光与物质的相互作用。本项目以金属纳米环、纳米线和纳米棒等一维金属纳米结构为研究对象，同时也包括零维和二维金属纳米结构，研究了可控化学制备的方法及其等离激元光学性质。研究了半导体和金属-半导体异质纳米结构的制备方法，揭示其中等离激元-激子相互作用，实现等离激元对光吸收、光散射、荧光、光学非线性、拉曼等光学过程的调控作用。