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金属纳米颗粒由于其独特的局域表面等离子体共振(LSPR)性质,会呈现出一定的消光特性和局域场增强。基于这种性质,金属纳米颗粒可以被应用于LSPR传感、纳米波导和表面增强拉曼散射等多个领域。对于LSPR传感器,其传感性能主要由品质因数(FOM)体现,品质因数越高,传感性能越好。而品质因数与折射率灵敏度(RIS)和消光光谱的半高全宽(FWHM)直接相关,要得到好的品质因数,就要获得高的折射率灵敏度和窄的半高全宽。影响金属纳米颗粒LSPR性质的因素包括材料、尺寸、形状、排列方式以及周围介质的折射率等。近年来,人们从各个方面研究了金属纳米颗粒的LSPR性质和传感性能。无论是在理论计算上,还是在工艺制备技术方面都取得了显著的成果。但实验条件的限制,导致许多良好的理论成果难以实现。因此,本文在已有实验结果的基础上,提出了一种新型的六角金属纳米颗粒,用CST Microwave Studio仿真软件对其LSPR性质及传感性能进行研究。论文的主要工作和结果如下:1.研究顶角角度对六角星型Ag纳米颗粒LSPR性质和传感性能的影响。计算结果表明,当纳米颗粒的厚度和横截面积不变时,顶角角度逐渐从o20增大到o140,消光光谱的峰值波长蓝移,消光强度减弱。顶角角度的变化对折射率灵敏度的影响很大,但对消光光谱半高全宽的影响较小。当角度为o30时,折射率灵敏度达最大值1164 nm/RIU,品质因数为9.86 RIU-1。实验中,经常无法达到理想的顶角角度,对于这种钝化情况,研究发现,随着顶角钝化程度的增加,品质因数相应减小,传感性能减弱。2.研究六角花瓣纳米颗粒的LSPR性质和传感性能。本论文首先计算了实验上容易实现的三明治(Ag/Mg F2/Ag)六角花瓣纳米颗粒的消光光谱。结果表明,随着介质层厚度的逐渐增大,短波长共振峰红移,而长波长共振峰蓝移;由上下金属层之间强烈的近场耦合导致的电场共振逐渐增强,磁场共振逐渐减弱;当介质层厚度为80 nm时,纳米颗粒的消光光谱只出现一个共振峰,此时半高全宽最小,获得的折射率灵敏度和品质因数分别为332 nm/RIU和3.91 RIU-1。虽然改变介质层厚度可以调控LSPR光谱的峰值波长,但获得的传感性能并不理想。因此,为了获得更好的品质因数,本文计算了单层Ag六角花瓣纳米颗粒的消光光谱,并研究了其传感性能。通过对厚度和几何尺寸的一系列优化,折射率灵敏度能够达到668 nm/RIU,品质因数约为15 RIU-1。