纳米合成是纳米技术和纳米应用的基础,因此深入了解纳米粒子的生长机理和影响纳米粒子生长的因素具有非常重要的意义。目前,在单颗粒水平上开展纳米合成的相关研究是一种具有潜力的方法。基于这一点,本文设计搭建了一种在单颗粒水平上研究纳米合成的光谱仪,该光谱仪主要由暗场显微镜和窄带滤光片构成。新开发的光谱仪具有高光透过性(35%-75%)、大视场(单次测试约200个纳米粒子)、高分辨率(最小纳米粒子粒径2 nm)、实时、原位、连续性(光谱随时间变化过程)、高效性(单次光谱扫描时间短<5 s)、较高光谱分辨率(误差范围±5 nm)以及造价较低(<9000元)等优点。通过该光谱仪,实验者能够实时的得到整个视野范围内所有纳米粒子的光谱信息,本文将这种光谱仪称做原位广视场光谱仪。应用该光谱仪,本论文进行以下三方面的研究:首先,应用该光谱仪实时的研究了Ag-Pt三角纳米片的合成过程。该合成主要是基于Ag三角纳米片与氯铂酸(H2Pt Cl6)的原位伽尔瓦尼置换反应(GRR)。研究发现,在整个反应过程中,Ag三角纳米片散射光谱的中心波长随GRR有三种不同的变化趋势,分别为增加、不变和减小。这三种不同的变化趋势主要是由于GRR在Ag三角纳米片的不同晶面上拥有不同的反应速率。实验还发现,单个Ag三角纳米片散射光谱的半峰宽(FWHM)和中心波长处的峰强度随着GRR反应的进行分别呈现出单调增加和单调减弱的趋势。TEM测试表明半峰宽的单调增加趋势与Ag三角纳米片的表面平整度有关,而GRR过程中Ag的不断溶解是峰强度不断减弱的原因。第二,研究了表面活性剂——柠檬酸三钠(TSC)对Ag-Pt三角纳米片合成的影响,发现TSC浓度为1.5 m M时趋向发生中心波长减小的反应,而1.0 m M或者大于2.0 m M时都趋向发生中心波长增加的反应。研究发现,TSC与纳米片不同晶面的亲和力不同,导致GRR在纳米片的不同晶面上的反应速率发生较大的改变,从而明显改变纳米片的正面和侧面的相对反应速度,最终引起纳米片光谱的变化。第三,通过原位广视场光谱仪实时研究了Ag-Au纳米线的合成过程中Ag纳米线上不同位置的光谱变化。该合成主要基于Ag纳米线与氯金酸(HAu Cl4)的伽尔瓦尼置换反应。研究发现,Ag纳米线表面电子具有径向和轴向两种不同的振动模式,导致了Ag纳米线上的不同位置都有两个强度不同的光谱峰。在GRR过程中Ag纳米线上某些位置的长波峰消失,且所有位置处的峰强度都发生减弱。TEM测试表明,长波峰的消失主要是由于Ag-Au纳米线形成了空心结构,而Ag的不断溶解是峰强度减弱的主要原因。