光与金属纳米结构的表面等离子体相互作用的理论研究

光与金属纳米结构的表面等离子体相互作用的理论研究摘要本篇论文讨论了光与金属纳米结构的表面等离子体相互作用的理论研究。表面等离子体是一种集体的电磁激发，它可以在金属和介电质之间的界面上产生。表面等离子体

光与金属纳米结构的表面等离子体相互作用的理论研 究 摘要 本篇论文讨论了光与金属纳米结构的表面等离子体相互作用的理论 研究。表面等离子体是一种集体的电磁激发，它可以在金属和介电质之 间的界面上产生。表面等离子体的研究与应用广泛，可以用于传感器、 光学通信和太阳能电池等领域。本文主要介绍了表面等离子体产生的机 制、表面等离子体的光学性质和不同类型金属纳米结构的表面等离子体 增强效应。同时，讨论了表面等离子体和分子相互作用的影响、表面等 离子体激发态的能量传递和表面等离子体光学性质的调控方法等内容。 最后，总结了目前表面等离子体研究的现状和未来发展方向。 关键词：表面等离子体；光学性质；金属纳米结构；增强效应；分 子相互作用 引言 表面等离子体是一种集体的电磁激发，可以在金属和介电质的界面 上产生。由于其具有强烈的局域场和极化效应，表面等离子体在纳米科 学和纳米技术中被广泛应用。例如用于化学、生物分子检测传感器、纳 米电子学和信息存储。表面等离子体也被应用于太阳能电池领域，通过 引入表面等离子体增强效应可以提高太阳能电池的效率。本文主要介绍 表面等离子体产生的机制、表面等离子体的光学性质和不同类型金属纳 米结构的表面等离子体增强效应。 表面等离子体产生的机制 当金属和介电质接触时，金属电子与介电质电子发生相互作用，导 致金属表面电荷的极化和集团激发。集团激发是介电质电场引起的金属 电子团簇振荡，称为表面等离子体，是一种有限范围内电场的集体激发 形式。表面等离子体分为长程和短程。长程表面等离子体是指金属颗粒