表面等离激元是指电磁场被约束在金属纳米结构附近致使金属自由电子与光子形成一种奇特的电子-光子耦合态。这种电子-光子的耦合使得金属纳米颗粒附近形成一个相当强的局域场增强电磁场同时显著的改变电磁波的传播方向。目前,金属纳米颗粒的等离激元效应在太阳能电池、光催化等领域得到广泛的应用。本文主要对不同形貌、尺寸的贵金属纳米颗粒等离激元效应进行了实验研究和模拟分析,并探索了等离激元效应在太阳能电池以及贵金属辅助Si刻蚀的应用。主要内容如下：(1)为了实现等离激元的调控,探究了金属纳米颗粒的制备以及颗粒形貌控制与排布工艺。具体包括：磁控溅射退火工艺实现Ag纳米颗粒尺寸、分布的调控。超声波处理实现金属纳米颗粒的尺寸与形貌形貌控制以及流体在固体表面铺展实现金属纳米颗粒的定向排布。(2)研究了金属纳米颗粒的局域等离子增强在传统硅基太阳能电池减反射层中的应用。发现金属纳米颗粒与金字塔减反射结构结合可以显著的降低太阳能电池表面反射率。通过优化Ag纳米颗粒尺寸、分布,得出球形金属Ag颗粒的直径一般为100 nm最有利于太阳能电池的表面消光。在此基础上,进一步研究了温度对Si表面金属Ag纳米颗粒等离激元的影响。通过研究温度引起的金属Ag纳米颗粒-Si复合结构反射率随温度的变化规律,揭示了金属Ag纳米颗粒等离激元效应热稳定性与Ag纳米颗粒粒径之间的关系。通过研究温度对等离激元效应的影响机制,发现等离子激元效应的改变的主要是由Ag纳米颗粒-Si复合结构肖特基结区电子受温度影响造成的。(3)分析了贵金属辅助Si刻蚀中的电子以及物质传输机制。通过制备不同的金属纳米颗粒与衬底接触方式,研究纳米颗粒与衬底的接触对刻蚀过程中电子传递的速率以及传输方向的影响。在常用刻蚀液配比条件下,发现随着金属纳米颗粒与衬底的接触逐渐减小时,电子传输方向由直接通过金属进入溶液逐渐的变为从金属和刻蚀壁两个方向进入溶液。通过加载掩膜的手段,探究了刻蚀过程中刻蚀反应物的传输途径。通过实验证实,Si与Au首先在Au的表面处形成Si/Au合金,之后Si原子从Si的表面剥离,进入Au纳米颗粒中,在Au纳米颗粒的上表面氧化进入刻蚀液。基于以上机理探索,将金属纳米颗粒的等离激元效应引入si刻蚀中,系统研究等离激元效应对贵金属Ag纳米颗粒辅助Si刻蚀反应的作用。发现等离子激元效应可以在纳米颗粒周围极大的加速刻蚀,并在Si的表面形成独特的弹坑状刻蚀结构。(4)建立金属纳米颗粒-金字塔复合减反射结构模型,借助Mie理论以及几何光学原理研究局域等离激元增强陷光的机制,探讨颗粒粒径以及颗粒分布状况对局域等离激元陷光的影响。建立纳米线受超声空化冲击作用作用模型,分析了不同长度下的金属纳米颗粒超声作用下的力学特征,揭示了金属纳米颗粒超声作用下的形貌变化规律。