金属中的自由电子在入射光的激发下会形成以正电荷为背景的集体振荡,这种振荡被称为表面等离激元共振,而这种共振通常被限定在金属表面很小的一部分区域内,因此又被称为局域表面等离激元共振。对于孤立的纳米颗粒,其共振峰的位置依赖于纳米颗粒的形状、尺寸、对称性、激发光的入射和偏振方向等因素。当两个纳米颗粒彼此靠近时,各自的共振模式会相互杂化,并在排列方式、间距等因素的影响下出现不同的杂化谱线。其中法诺线型是超辐射模式与亚辐射模式相互干涉产生的一种特殊谱线。同时,两个纳米颗粒的表面等离激元相互耦合会在纳米颗粒的间隙处产生极强的局域场,当荧光物种处于该区域附近时会实现荧光物种激发效率的大幅度增强。这种基于金属纳米结构表面等离激元的表面增强荧光光谱技术已经被广泛应用于生物检测,成像等领域。考虑到电子束刻蚀等微纳加工技术日渐成熟,制备复杂可控的金属纳米结构多聚体成为可能。本文设计了两种金属纳米结构,利用comsol软件仿真模拟了这两种金属纳米结构的等离激元共振谱线以及电磁场增强特点,为实验制备和后期的应用做了初步探索。同时,考虑到金属纳米结构膜优异的荧光增强效应以及其在传感等方面的应用,本文还制备了两种金纳米棒膜作为衬底,并利用该衬底上纳米棒耦合产生的增强的局域场实现了对Rh6G探针分子的荧光增强。本文的主要工作如下:1、探究了多环纳米结构的表面等离激元共振特性。我们设计了一种由三个大小不一的纳米圆环组成的结构,研究了在改变其中两个较小纳米环的大小和位置时该结构的等离激元共振特性,分析了处于不同的共振波长处的电荷分布和电场分布情况。研究结果表明,该结构可以产生超高阶表面等离激元共振模式,改变内部两个小环的尺寸可以抑制或增强某些特定的模式,可用于避免光谱测量中的相互干扰。通过调节其中一个环的大小和位置,某些被抑制的模式会重新出现,且同一级次的共振模式出现多种共振方式。2、探究了双层不对称偏心盘环结构的表面等离激元共振特性。研究了下层盘环不动,只旋转上层盘环对结构的表面等离激元共振特性的影响。研究结果表明,该结构可产生可调的法诺共振,并且将暗偶极-偶极模式和暗四极-四极模式调到长波长处,拓宽了暗模所在的波长范围,同时该结构还具有较大的折射率敏感度和品质因子,因此在传感方面也有潜在的应用。3、利用种子生长法制备了金纳米棒胶体,通过一种创新的自组装方法组装得到了二维分布的不同分布密度的金纳米棒,并在该衬底上实现了对Rh6G分子的荧光增强。研究表明,金纳米棒密度越大对分子的荧光增强效果越好,在该实验中金纳米棒周围增强的局域电磁场对荧光增强效果起到了至关重要的作用。4、利用同样的方法制备金纳米棒胶体,通过控制蒸发条件组装得到了一种金纳米棒阵列,探究了该阵列对Rh6G分子的荧光增强效应对激发光偏振性质的依赖关系。研究表明,增强效应强烈依赖于激发光相对阵列取向的偏振方向。在500 nm激发光下,当激发光偏振方向与棒的短轴一致时增强效果最好,随激发光偏振方向偏离短轴方向增强效果逐渐减弱。其中纳米棒的各向异性,激发光的偏振方向,相邻纳米棒之间的耦合效应都起到了至关重要的作用。