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表面等离激元因其独特的光物理特性而得到了广泛的研究和关注。局域表面等离激元依赖于金属纳米结构的形状、尺寸和成分。而环境介质的介电常数是另一个影响等离激元纳米结构光谱响应的重要因素,这是等离激元传感器和超快光开关器件的基础。局域表面等离激元和表面等离激元之间的杂化是增强器件功能和扩展其潜在应用的有效途径。这种杂化的等离激元可以通过连续金属膜和孤立的纳米结构之间的组合来实现。我们以连续金膜对局域表面等离激元的超快动力学研究为主要内容,开展了以下方面的研究工作: (1)研究了金纳米颗粒结构中局域表面等离激元超快动力学过程。利用高温退火的方法分别制备出了随机分布的单层金纳米颗粒和双层金纳米颗粒结构。采用飞秒泵浦-探测技术研究了金纳米颗粒结构中的局域表面等离激元超快动力学过程。单层金纳米颗粒结构和双层金纳米颗粒结构中的等离激元之间相互耦合,导致双层金纳米颗粒的瞬态吸收光谱发生了红移和展宽,同时引起等离激元弛豫时间缩短。 (2)研究了连续金膜连接的金纳米颗粒结构等离激元超快动力学过程。导电连接结构的等离激元通过在随机分布的金纳米颗粒结构上沉积一层连续金膜实现。利用飞秒泵浦-探测技术研究了这种等离激元纳米结构的超快光谱学响应。瞬态吸收数据表明导电连接金纳米颗粒和孤立的金纳米颗粒相比共振光谱有很大的红移和展宽。这种效应导致局域表面等离激元的动力学过程呈现一个瞬态过渡光谱带,产生一个更陡峭的上升沿或下降沿,从而利用这种调制可以实现一个响应速度更快的光开关。 (3)研究了连续金膜连接的局域表面等离激元超快动力学对金纳米颗粒尺寸的依赖关系。在研究连续金膜连接的金纳米颗粒结构的等离激元超快动力学基础之上,通过使用不同浓度的金胶体溶液制备不同尺寸的金纳米颗粒,实现不同尺寸的导电连接金纳米颗粒结构。通过研究表明金纳米颗粒的尺寸不会影响连续金膜连接的局域表面等离激元的响应时间。