1、近年來，基于局域表面等離激元的表面增強光譜技術(shù)飛速發(fā)展，且被廣泛應(yīng)用于分子檢測、生物成像、光催化等領(lǐng)域。鋁納米材料在紫外區(qū)域的等離激元特性非?；钴S，突破了傳統(tǒng)貴金屬材料在紫外光譜區(qū)的限制，具有很大的應(yīng)用潛力。等離激元技術(shù)的關(guān)鍵在于調(diào)節(jié)納米材料的尺寸和三維形貌，使材料的等離激元模式與入射光匹配。本文以此為核心對鋁納米材料的性質(zhì)進行了研究，論文主要工作及成果如下：
　　1.表面增強使用的納米基底通常只具有較窄的光譜響應(yīng)范圍，無法對多種

2、被檢測分子同時提供增強效果。我們提出利用離子注入技術(shù)制備金屬納米陣列的方法，對注入粒子的能量和深度進行了調(diào)控，成功制備了具有寬譜響應(yīng)的鋁銀雙金屬復(fù)合材料基底。在這種基底上，我們在整個紫外至可見光區(qū)實現(xiàn)了多種分子的同時探測，促進了表面增強技術(shù)在分子檢測領(lǐng)域的發(fā)展。
　　2.表面增強光譜存在的多種物理機制，會影響光的激發(fā)和發(fā)射過程，這些機制與納米結(jié)構(gòu)和被檢測分子的距離有關(guān)。我們研究了表面增強光譜的距離依賴機制，設(shè)計了不同厚度的隔離層薄

3、膜進行光譜檢測。實驗觀察到了表面增強熒光強度隨距離的改變先增強后衰減的現(xiàn)象，驗證了表面增強熒光中抑制作用和增強作用的競爭關(guān)系。通過計算和實驗觀察，證實了當分子與金屬之間處于最佳距離（約為10nm）時，分子獲得了最強的光譜增強效果。
　　3.我們通過超晶格納米模板方法，制備了厘米尺度的有序鋁納米陣列，并實現(xiàn)了納米結(jié)構(gòu)的精準控制。我們實現(xiàn)了鋁納米碗等離激元光譜在紫外光譜區(qū)的連續(xù)調(diào)控，并將材料光譜與二氧化鈦的帶隙進行了匹配，提升了光催化

4、的效率，實現(xiàn)了表面增強光譜中的光電轉(zhuǎn)化。我們通過時域有限差分的方法對材料等離激元光譜進行了模擬并對結(jié)論進行了證實。
　　4.我們設(shè)計了鋁納米碗與二氧化鈦復(fù)合的等離激元光催化材料體系，揭示了在鋁納米材料體系中等離激元光催化的物理機制。通過實驗，定量的給出了不同增強機制對光催化的貢獻，驗證了光譜耦合對等離激元光催化的重要性，并證明了材料體系中輻射能量轉(zhuǎn)移過程和界面能量轉(zhuǎn)移過程同時存在。觀察到了鋁與半導(dǎo)體接觸時界面熱電子傳輸?shù)倪^程，從實