随着工业发展的飞速进步,传统能源的日益消耗带来了众多的环境问题,可再生能源越来越引起社会各界的重视。太阳能以开采灵活、储量无限等优势成为一种理想的替代能源。纳米技术的发展为实现太阳能高效吸收和利用提供了有效途径,双金属纳米颗粒能够有效整合两种金属的物理和化学性质并同时表达每种金属的独特性质,进一步提高光散射、光热转换、等离激元共振衰变和光子激发等性能。探索和了解核壳双金属纳米颗粒中能量衰减路径和能量传递规律对于实现新型太阳能材料的光学性能调控具有重要意义。本文采用时域有限差分法计算了核壳结构纯金属纳米颗粒和双金属纳米颗粒的光谱学性能、磁场、电场及吸收功率分布,研究纳米颗粒与入射光之间的相互作用,揭示核壳结构双金属纳米颗粒能量耗散规律。首先,建立核壳结构纯金属纳米颗粒和双金属纳米颗粒几何模型,模拟可见光波段入射光与纳米颗粒的相互作用,分析两种纳米颗粒的光学特性,获得核芯粒径和壳层厚度对纳米颗粒吸收、散射和衰减的影响。证明了双金属纳米颗粒的核芯粒径和壳层厚度均可有效调控纳米颗粒的吸收效率,Ag@Pt纳米颗粒核芯粒径从10 nm增加至50 nm时,吸收率从99%降至71%,但仍接近于Ag@Ag纳米颗粒,而壳层厚度的增加导致Ag@Pt纳米颗粒的吸收率降低较快,根据核芯粒径和壳层厚度的改变对共振的作用程度不同,可以有效调整共振波长和共振波段范围。其次,采用离散网格计算纳米颗粒周围的电、磁场分布,基于核芯材料与壳层材料的不同折射率分离双金属纳米颗粒的核芯及壳层能量分布,获得纳米颗粒内部的吸收功率分布,定量描述衰减过程中的能量分配,揭示光诱导下双金属纳米颗粒内的能量传输规律。研究发现原子之间不同的屏蔽作用影响核芯及壳层吸收功率曲线的共振峰演变过程;当波长处于第二个共振峰时,纳米颗粒表面具有更集中的电场分布和磁场分布,此时Ag等离激元衰减更快;较高的壳层吸收率使得局域表面等离激元激发的能量的衰减路径从核芯金属转移到壳层金属,并且能量更趋向于向附近材料转移。最后,通过研究能量耗散过程中的吸收率变化规律、不同材料核芯及壳层之间的相互作用以及引起等离激元和非等离激元金属相互作用的材料属性等因素对能量传输过程的影响,揭示核壳结构双金属纳米颗粒能量耗散规律。当核芯粒径增加至100 nm时,纳米颗粒通过散射进行的能量耗散占比增加,出现吸收率反转现象;非等离激元金属壳层能带间的快速电子跃迁是纳米颗粒表面电场能量的优先耗散途径,采用介电常数虚部值较大的金属壳层有助于加速纳米颗粒表面能量的衰减。