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摘要：基于利用磁控溅射方法制备的纳米银颗粒，研究了纳米银颗粒局域表面等离激元对介质环境的敏感程度，作为媒介提高光与物质相互作用的可能性.研究结果表明：传感灵敏度最大可达到约931 nm/RIU，石墨烯拉曼信号可提高约40倍，可见光吸收提高约10倍.该研究表明制备简单、光学响应灵敏的纳米银颗粒在传感、光电探测及分子识别等领域具有潜在的应用价值.
关键词：表面光学； 表面等离激元共振； 可见及拉曼光谱测量； 纳米银颗粒； 磁控溅射； 石墨烯
中图分类号： O 43 文献标志码： A 文章编号： 10005137（2015）04037306
0 引 言
金属材料中处于费米能级附近的导带电子在入射光的电磁作用下在金属表面发生集体振荡，表现为金属表面等离激元（Surface Plasmon Polariton，SPP）模式[1-4].SPP具有亚波长的特性，不能被入射光直接激发.因为银在可见光波段的阻尼小、表面电场增强较大以及材料价格便宜等优点，一种比较常见的激发SPP的方法就是利用纳米银颗粒激发局域表面等离激元（Localized surface plasmon，LSP）[5-6].这种体系中，表面等离激元共振频率由颗粒大小、形状、颗粒材料和周围介质所决定.另外，SPP还具有局域化的特性，在垂直于金属表面的方向，SPP表现为衰逝波，SPP的电场被局域在金属表面.这种被局域的电场比入射电场的强度提高很多，有时甚至可以增强上千倍.例如，当圆形纳米银颗粒远小于入射光波长时，银颗粒可以被看作为纯电偶极子，其表面电场增强将高达103.近年来，研究人员发现强近场可以有效增强光学过程如光与物质相互作用的效率，因此人们可以利用纳米银颗粒中LSP的高强度局域电场，研究其在环境探测、分子识别以及高性能光电器件制备等领域的潜在应用[7-9].
1 研究方法
常见于文献报道的纳米银颗粒制备方法包括：化学法[10-12]、激光融化法[13]、热蒸发及磁控溅射方法（Magnetron sputting）[14]等.本研究利用日本产磁控溅射仪（ULVAC ACS4000C4）制备纳米银颗粒.在溅射前，使用乙醇和丙酮（1∶1）混合液体超声清洗石英片衬底30 min，用氮气枪吹干.在生长过程中，向溅射腔内通入气体流速为10 sccm 的高纯氩气（Ar，99.99%），保持腔内工作压强为0.52 Pa并控制沉积温度为室温；另外，溅射靶材选择5.08 cm（2 inch）大小的高纯银（Ag，99.99%），固定石英基片和靶材的距离（15cm）和直流溅射源的功率（30 W）.通过连续改变Ag的溅射时间（20～70 s），成功制备了具有不同颗粒直径的纳米银.本实验中，纳米银颗粒的表面形貌和尺寸通过扫描电子显微镜（FESEM S4800）进行表征，而对其进行的光谱测量则利用连接有实验室级制冷型光纤光谱仪（NOVA，Idea Optics）的显微光谱测量系统进行.消光光谱的获取分为两个步骤：利用卤素灯作为光源，测量并计算透射模式下目标结构和石英片基底的光学响应比率；使用单位值减去上述比率即为消光光谱.石墨烯生长在铜基底上，按照标准的石墨烯转移方法将石墨烯转移到目标纳米银颗粒薄膜之上[15-16].具体步骤如下：运用旋涂法在石墨烯上涂覆聚甲基丙烯酸甲酯 （PMMA）薄膜，硫酸铜、浓盐酸、水按5 g∶25 mL∶25 mL比例配比，作为刻蚀铜的溶液，当铜被溶液完全刻蚀，用纳米银颗粒薄膜在刻蚀溶液中捞出石墨PMMA薄膜，去离子水清洗3次，再放置于50℃的烘箱进行5 min的烘干以提高纳米银颗粒与石墨烯的附着力，最后再用丙酮去除PMMA并放入50℃的烘箱进行3 min烘干，以便去除残余丙酮溶液，同时更好提高纳米银颗粒薄膜与石墨烯的附着力.覆盖有石墨烯样品的拉曼信号将利用激光显微拉曼光谱仪（inViaReflre）测量.
2 研究结果
2.1 纳米银颗粒微观形貌及光学特征
在20 s和60 s溅射时间下，图1（a）和（b）展示了纳米银颗粒微观形貌的电子显微镜照片，结果显示银颗粒以岛状形态生长，短时间溅射条件下颗粒尺寸比较均匀，形状呈近似的圆形，颗粒间距较大；随着时间的增加，银颗粒尺寸均匀性变差，形状向不规则过渡，颗粒间距也变得致密.图1（c）展示了在不同溅射时间下，纳米银颗粒的平均尺寸图.可以看到，银颗粒的尺寸与溅射时间呈正相关关系.银颗粒的尺寸在10～35 nm之间变化，在这个尺度内，高阶LSP共振的贡献还比较弱，银颗粒支持的LSP振荡与电偶极子类似.另外，图1（d）和（e）展现了上述纳米银电子显微照片的傅里叶变换结果，可以看到，银颗粒结构没有长短程有序性.
为了说明纳米银颗粒和所激发的LSP之间的关系，测量了在空气中不同溅射时间纳米银颗粒的消光光谱，并归一化处理，结果如图2所示.实验证明，纳米银颗粒支持LSP的激发.随着溅射时间从35 s逐渐增加到70 s，纳米银颗粒的光学消光谱峰位从480 nm红移到540 nm.这是因为大尺寸的纳米银颗粒将支持长波段的LSP共振，同时大尺寸颗粒之间的间距较小，也使得颗粒之间容易发生较强的耦合，而这种类电偶极子的耦合也将会进一步地使光学吸收峰红移[17].另外，从实验测量的消光光谱可以看到：溅射时间短的消光谱峰较窄，而溅射时间长所对应的峰半高宽较大，品质因子较小.这主要归因于溅射时间长的纳米银颗粒尺寸大小的不均匀性[18].
2.2 基于纳米银颗粒表面强电场的潜在应用
在银颗粒中激发的LSPs是局域的电子密度波，将会导致银颗粒附近的电场强度得到极大的增强.利用这种增强的电场，可以探测纳米银颗粒周围介质环境的变化，为环境传感器的应用提供一个可能的平台.图3（a）～（d）展现了不同溅射时间纳米银颗粒在空气（n=1）、丙酮（n=1.36）、乙醇（n=1.39）以及1∶1的乙醇/甲苯溶液（n=1.42）中的消光光谱[19].可以看到，所测得的消光光谱展示出系统的规律性，即当介质的折射率发生改变，LSPs的峰位会发生明显的移动.因此，利用探测纳米银颗粒消光光谱峰位的移动，可以有效地检测出介质环境的变化.图3（e）展现了不同溅射时间纳米银颗粒对溶液的灵敏度，最大灵敏度达到约931 nm/RIU. 表1列出了不同溅射时间下纳米银颗粒的消光光谱峰位、传感灵敏度，半高全宽，传感优值.对应于931 nm/RIU的最大灵敏度，溅射时间为60 s的纳米银颗粒还具有最大的传感优值（0.81）.表1的结果能帮助更好地理解LSPs消光光谱共振峰的性质[20].
增强的电场还可以用来增强物质的表面拉曼散射信号以及提升光与物质相互作用的效率.做为单原子层的二维材料，石墨烯（Graphene）的拉曼信号很弱不易被精确测量，因此限制了石墨烯的探测识别[21-22].而利用纳米银颗粒附近增强的电场，将可以有效增强光与石墨烯相互作用的效率，大大提高石墨烯拉曼信号的强度[23].图4（a）展示了纳米银颗粒和转移的石墨烯，图4中深色部分表示在纳米银颗粒之上覆盖有一层石墨烯，形成AgG复合结构.这种AgG结构相比较无纳米银颗粒支撑的单层石墨烯而言，其G峰和2D峰的拉曼信号增强了约40倍（图4（b））.另外，增强的电场还可以显著提高石墨烯的可见光吸收率，在纳米银颗粒的LSP峰位附近，AgG结构比无纳米银颗粒支撑的单层石墨烯吸收率强约10倍（图4（c））.其中，AgG结构中石墨烯吸收的计算方法为：AgG吸收减去纳米银颗粒的吸收.
3 结 论
利用磁控溅射的方法，在石英片衬底上制备了不同溅射时间的纳米银颗粒薄膜，该结构支持局域表面等离共振激元，从而使得银颗粒附近的电场得到极大的增强.这种增强的电场极大地有益于银颗粒周围介质环境识别，分子信号探测以及光物质相互作用效率的提高.发现在不同的介质环境下，银颗粒表面等离共振峰位随着介质折射率的增加发生红移；利用纳米银颗粒结构，将可以比较容易地探测到附着在其表面上的石墨烯的拉曼光谱信号，其强度增强约40倍；纳米银颗粒还提高了石墨烯在可见光范围内约10倍的吸收效率.本研究说明纳米银在环境传感、有机生物传感以及新型光电探测等方面很好的应用前景.
参考文献：
[1]BARNES W L，DEREUX A，EBBESEN T W.Nanooptics of surface plasmon polaritons[J].Nature，2003，424：824-830.
[2]BARNES W L，MURRAY W A，DINTINGER J，et al.Surface plasmon porlaritons and their role in the enhanced transmission of light through periodic arrays of subwavelength holes in a metal film[J].Physical Review Letters，2004，92：107401-107404.
[3]TONG L M，XU H X.Surface plasmonsmechanisms，applications and perspective[J].Physics，2012，41（9）：582-588.
[4]WANG Z L.A review on research progress in surface plasmons[J].Progress in Physics，2009，29（3）：287-324.
[5]ZAYATS A V，SMOLYANINOV I.Nearfield photonics：surface plasmon polaritons and localized surface plasmons[J].Journal of Optics A，2003，5：16-50.
[6]WILLETS K A，DUYNE R P V.Localized surface plasmon resonance spectroscopy and sensing[J].Annual Review of Physical Chemistry，2007，58：267-297.
[7]HUTTER E，FENDLER J H.Exploitation of localized surface plasmon resonance[J].Advanced Materials，2004，16：1685-1706.
[8]KREUZER M P，QUIDANT R，BADENES G，et al.Quantitative detection of doping substances by a localized surface plasmon sensor[J].Biosensors and Bioelectronics，2006，21：1345-1349.
[9]LEE K S，ELSAYED M A.Gold and silver nanoparticles in sensing and imaging：sensitivity of plasmon response to size，shape，and metal composition[J].Journal of Physical Chemistry B，2006，110：19220-19225.
[10]CHOU K S，REN C Y.Synthesis of nanosized silver particles by chemical reduction method[J].Materials Chemistry and Physics，2000，64：241-246.
[11]YIN B，MA H，WANG S，et al.Electrochemical synthesis of silver nanoparticles under protection of poly（Nvinylpyrrolidone）[J].The Journal of Physical Chemistry B，2003，107：8898-8904. [12]VAMATHEVAN V，AMAL R，BEYDOUN D，et al.Photocatalytic oxidation of organics in water using pure and silvermodified titanium dioxide particles[J].Journal of Photochemistry and Photobiology A：Chemistry，2002，148：233-245.
[13]PYATENKO A，YAMAGUCHI M，SUZUKI M.Laser photolysis of silver colloid prepared by citric acid reduction method[J].The Journal of Physical Chemistry B，2005，109：21608-21611.
[14]XU G，TAZAWA M，JIN P，et al.Surface plasmon resonance of sputtered Ag films：substrate and mass thickness dependence[J].Applied Physics A，2005，80：1535-1540.
[15]CHAO X，PENG L，BIAO N，et al.Monolayer grapheme film/silicon nanowire array Schottky junction solar cells[J].Applied Physics Letters，2011，99：133113.
[16]JIN Z，MCNICHOLAS T P，SHIH C J，et al.Click chemistry on solutiondispersed graphene and monolayer CVD graphene[J].Chemistry of Materials，2011，23：3362-3370.
[17]RECHBERGER W，HOHENAU A，LEITNER A，et al.Optical properties of two interacting gold nanoparticles[J].Optics Communications，2003，220：137-141.
[18]PILLAI S，CATCHPOLE K R，GREEN M A.Surface plasmon enhanced silicon solar cells[J].Journal of Applied Physics，2007，101：093105.
[19]LANG X Y，QIAN L H，GUAN P F，et al.Localized surface plasmon resonance of nanoporous gold[J].Applied Physics Letters，2011，98：093701.
[20]BUKASOV R，SHUMAKERPARRY J S.Highly tunable infrared extinction properties of gold nanocrescents[J].Nano Letter，2007，7：1113-1118.
[21]XU W G，LING X，XIAO J Q，et al.Surface enhanced Raman spectroscopy on a flat graphene surface[J].Proceedings of the National Academy of the Sciences of the United States of America，2012，109：9281-9286.
[22]LIU C Y，LIANG K C，CHEN W，et al.Plasmonic coupling of silver nanoparticles covered by hydrogenterminated graphene for surfaceenhanced Raman spectroscopy[J].Optics Express，2011，19：17092-17098.
[23]URICH A，POSPISCHIL A，FURCHI M M，et al.Silver nanoisland enhanced Raman interaction in graphene[J].Applied Physics Letters，2012，101：153113.
Abstract： With the silver nanoparticles prepared by magnetron sputtering method，we study，in silver nanoparticles，the environmental dependence of localized surface plasmons （LSPs） and the lightmatter interaction enhancement mediated by LSPs.The result reveals that the sensitivity reaches 931 nm/RIU，the graphene Raman signal increases about 40 times，and the graphene absorption in visible regime about 10 times.The study shows that the easyfabrication，optically sensitive silver nanoparticles provide us unprecedented opportunities on various application fields including sensors，optoelectric detectors，and molecular recognition devices.
Key words： optics at surface； surface plasmon resonance； visible & Raman spectroscopy measurement； silver nanoparticles； magnetron sputting； graphene
（责任编辑：顾浩然，郁慧）
关键词：表面光学； 表面等离激元共振； 可见及拉曼光谱测量； 纳米银颗粒； 磁控溅射； 石墨烯
中图分类号： O 43 文献标志码： A 文章编号： 10005137（2015）04037306
0 引 言
金属材料中处于费米能级附近的导带电子在入射光的电磁作用下在金属表面发生集体振荡，表现为金属表面等离激元（Surface Plasmon Polariton，SPP）模式[1-4].SPP具有亚波长的特性，不能被入射光直接激发.因为银在可见光波段的阻尼小、表面电场增强较大以及材料价格便宜等优点，一种比较常见的激发SPP的方法就是利用纳米银颗粒激发局域表面等离激元（Localized surface plasmon，LSP）[5-6].这种体系中，表面等离激元共振频率由颗粒大小、形状、颗粒材料和周围介质所决定.另外，SPP还具有局域化的特性，在垂直于金属表面的方向，SPP表现为衰逝波，SPP的电场被局域在金属表面.这种被局域的电场比入射电场的强度提高很多，有时甚至可以增强上千倍.例如，当圆形纳米银颗粒远小于入射光波长时，银颗粒可以被看作为纯电偶极子，其表面电场增强将高达103.近年来，研究人员发现强近场可以有效增强光学过程如光与物质相互作用的效率，因此人们可以利用纳米银颗粒中LSP的高强度局域电场，研究其在环境探测、分子识别以及高性能光电器件制备等领域的潜在应用[7-9].
1 研究方法
常见于文献报道的纳米银颗粒制备方法包括：化学法[10-12]、激光融化法[13]、热蒸发及磁控溅射方法（Magnetron sputting）[14]等.本研究利用日本产磁控溅射仪（ULVAC ACS4000C4）制备纳米银颗粒.在溅射前，使用乙醇和丙酮（1∶1）混合液体超声清洗石英片衬底30 min，用氮气枪吹干.在生长过程中，向溅射腔内通入气体流速为10 sccm 的高纯氩气（Ar，99.99%），保持腔内工作压强为0.52 Pa并控制沉积温度为室温；另外，溅射靶材选择5.08 cm（2 inch）大小的高纯银（Ag，99.99%），固定石英基片和靶材的距离（15cm）和直流溅射源的功率（30 W）.通过连续改变Ag的溅射时间（20～70 s），成功制备了具有不同颗粒直径的纳米银.本实验中，纳米银颗粒的表面形貌和尺寸通过扫描电子显微镜（FESEM S4800）进行表征，而对其进行的光谱测量则利用连接有实验室级制冷型光纤光谱仪（NOVA，Idea Optics）的显微光谱测量系统进行.消光光谱的获取分为两个步骤：利用卤素灯作为光源，测量并计算透射模式下目标结构和石英片基底的光学响应比率；使用单位值减去上述比率即为消光光谱.石墨烯生长在铜基底上，按照标准的石墨烯转移方法将石墨烯转移到目标纳米银颗粒薄膜之上[15-16].具体步骤如下：运用旋涂法在石墨烯上涂覆聚甲基丙烯酸甲酯 （PMMA）薄膜，硫酸铜、浓盐酸、水按5 g∶25 mL∶25 mL比例配比，作为刻蚀铜的溶液，当铜被溶液完全刻蚀，用纳米银颗粒薄膜在刻蚀溶液中捞出石墨PMMA薄膜，去离子水清洗3次，再放置于50℃的烘箱进行5 min的烘干以提高纳米银颗粒与石墨烯的附着力，最后再用丙酮去除PMMA并放入50℃的烘箱进行3 min烘干，以便去除残余丙酮溶液，同时更好提高纳米银颗粒薄膜与石墨烯的附着力.覆盖有石墨烯样品的拉曼信号将利用激光显微拉曼光谱仪（inViaReflre）测量.
2 研究结果
2.1 纳米银颗粒微观形貌及光学特征
在20 s和60 s溅射时间下，图1（a）和（b）展示了纳米银颗粒微观形貌的电子显微镜照片，结果显示银颗粒以岛状形态生长，短时间溅射条件下颗粒尺寸比较均匀，形状呈近似的圆形，颗粒间距较大；随着时间的增加，银颗粒尺寸均匀性变差，形状向不规则过渡，颗粒间距也变得致密.图1（c）展示了在不同溅射时间下，纳米银颗粒的平均尺寸图.可以看到，银颗粒的尺寸与溅射时间呈正相关关系.银颗粒的尺寸在10～35 nm之间变化，在这个尺度内，高阶LSP共振的贡献还比较弱，银颗粒支持的LSP振荡与电偶极子类似.另外，图1（d）和（e）展现了上述纳米银电子显微照片的傅里叶变换结果，可以看到，银颗粒结构没有长短程有序性.
为了说明纳米银颗粒和所激发的LSP之间的关系，测量了在空气中不同溅射时间纳米银颗粒的消光光谱，并归一化处理，结果如图2所示.实验证明，纳米银颗粒支持LSP的激发.随着溅射时间从35 s逐渐增加到70 s，纳米银颗粒的光学消光谱峰位从480 nm红移到540 nm.这是因为大尺寸的纳米银颗粒将支持长波段的LSP共振，同时大尺寸颗粒之间的间距较小，也使得颗粒之间容易发生较强的耦合，而这种类电偶极子的耦合也将会进一步地使光学吸收峰红移[17].另外，从实验测量的消光光谱可以看到：溅射时间短的消光谱峰较窄，而溅射时间长所对应的峰半高宽较大，品质因子较小.这主要归因于溅射时间长的纳米银颗粒尺寸大小的不均匀性[18].
2.2 基于纳米银颗粒表面强电场的潜在应用
在银颗粒中激发的LSPs是局域的电子密度波，将会导致银颗粒附近的电场强度得到极大的增强.利用这种增强的电场，可以探测纳米银颗粒周围介质环境的变化，为环境传感器的应用提供一个可能的平台.图3（a）～（d）展现了不同溅射时间纳米银颗粒在空气（n=1）、丙酮（n=1.36）、乙醇（n=1.39）以及1∶1的乙醇/甲苯溶液（n=1.42）中的消光光谱[19].可以看到，所测得的消光光谱展示出系统的规律性，即当介质的折射率发生改变，LSPs的峰位会发生明显的移动.因此，利用探测纳米银颗粒消光光谱峰位的移动，可以有效地检测出介质环境的变化.图3（e）展现了不同溅射时间纳米银颗粒对溶液的灵敏度，最大灵敏度达到约931 nm/RIU. 表1列出了不同溅射时间下纳米银颗粒的消光光谱峰位、传感灵敏度，半高全宽，传感优值.对应于931 nm/RIU的最大灵敏度，溅射时间为60 s的纳米银颗粒还具有最大的传感优值（0.81）.表1的结果能帮助更好地理解LSPs消光光谱共振峰的性质[20].
增强的电场还可以用来增强物质的表面拉曼散射信号以及提升光与物质相互作用的效率.做为单原子层的二维材料，石墨烯（Graphene）的拉曼信号很弱不易被精确测量，因此限制了石墨烯的探测识别[21-22].而利用纳米银颗粒附近增强的电场，将可以有效增强光与石墨烯相互作用的效率，大大提高石墨烯拉曼信号的强度[23].图4（a）展示了纳米银颗粒和转移的石墨烯，图4中深色部分表示在纳米银颗粒之上覆盖有一层石墨烯，形成AgG复合结构.这种AgG结构相比较无纳米银颗粒支撑的单层石墨烯而言，其G峰和2D峰的拉曼信号增强了约40倍（图4（b））.另外，增强的电场还可以显著提高石墨烯的可见光吸收率，在纳米银颗粒的LSP峰位附近，AgG结构比无纳米银颗粒支撑的单层石墨烯吸收率强约10倍（图4（c））.其中，AgG结构中石墨烯吸收的计算方法为：AgG吸收减去纳米银颗粒的吸收.
3 结 论
利用磁控溅射的方法，在石英片衬底上制备了不同溅射时间的纳米银颗粒薄膜，该结构支持局域表面等离共振激元，从而使得银颗粒附近的电场得到极大的增强.这种增强的电场极大地有益于银颗粒周围介质环境识别，分子信号探测以及光物质相互作用效率的提高.发现在不同的介质环境下，银颗粒表面等离共振峰位随着介质折射率的增加发生红移；利用纳米银颗粒结构，将可以比较容易地探测到附着在其表面上的石墨烯的拉曼光谱信号，其强度增强约40倍；纳米银颗粒还提高了石墨烯在可见光范围内约10倍的吸收效率.本研究说明纳米银在环境传感、有机生物传感以及新型光电探测等方面很好的应用前景.
参考文献：
[1]BARNES W L，DEREUX A，EBBESEN T W.Nanooptics of surface plasmon polaritons[J].Nature，2003，424：824-830.
[2]BARNES W L，MURRAY W A，DINTINGER J，et al.Surface plasmon porlaritons and their role in the enhanced transmission of light through periodic arrays of subwavelength holes in a metal film[J].Physical Review Letters，2004，92：107401-107404.
[3]TONG L M，XU H X.Surface plasmonsmechanisms，applications and perspective[J].Physics，2012，41（9）：582-588.
[4]WANG Z L.A review on research progress in surface plasmons[J].Progress in Physics，2009，29（3）：287-324.
[5]ZAYATS A V，SMOLYANINOV I.Nearfield photonics：surface plasmon polaritons and localized surface plasmons[J].Journal of Optics A，2003，5：16-50.
[6]WILLETS K A，DUYNE R P V.Localized surface plasmon resonance spectroscopy and sensing[J].Annual Review of Physical Chemistry，2007，58：267-297.
[7]HUTTER E，FENDLER J H.Exploitation of localized surface plasmon resonance[J].Advanced Materials，2004，16：1685-1706.
[8]KREUZER M P，QUIDANT R，BADENES G，et al.Quantitative detection of doping substances by a localized surface plasmon sensor[J].Biosensors and Bioelectronics，2006，21：1345-1349.
[9]LEE K S，ELSAYED M A.Gold and silver nanoparticles in sensing and imaging：sensitivity of plasmon response to size，shape，and metal composition[J].Journal of Physical Chemistry B，2006，110：19220-19225.
[10]CHOU K S，REN C Y.Synthesis of nanosized silver particles by chemical reduction method[J].Materials Chemistry and Physics，2000，64：241-246.
[11]YIN B，MA H，WANG S，et al.Electrochemical synthesis of silver nanoparticles under protection of poly（Nvinylpyrrolidone）[J].The Journal of Physical Chemistry B，2003，107：8898-8904. [12]VAMATHEVAN V，AMAL R，BEYDOUN D，et al.Photocatalytic oxidation of organics in water using pure and silvermodified titanium dioxide particles[J].Journal of Photochemistry and Photobiology A：Chemistry，2002，148：233-245.
[13]PYATENKO A，YAMAGUCHI M，SUZUKI M.Laser photolysis of silver colloid prepared by citric acid reduction method[J].The Journal of Physical Chemistry B，2005，109：21608-21611.
[14]XU G，TAZAWA M，JIN P，et al.Surface plasmon resonance of sputtered Ag films：substrate and mass thickness dependence[J].Applied Physics A，2005，80：1535-1540.
[15]CHAO X，PENG L，BIAO N，et al.Monolayer grapheme film/silicon nanowire array Schottky junction solar cells[J].Applied Physics Letters，2011，99：133113.
[16]JIN Z，MCNICHOLAS T P，SHIH C J，et al.Click chemistry on solutiondispersed graphene and monolayer CVD graphene[J].Chemistry of Materials，2011，23：3362-3370.
[17]RECHBERGER W，HOHENAU A，LEITNER A，et al.Optical properties of two interacting gold nanoparticles[J].Optics Communications，2003，220：137-141.
[18]PILLAI S，CATCHPOLE K R，GREEN M A.Surface plasmon enhanced silicon solar cells[J].Journal of Applied Physics，2007，101：093105.
[19]LANG X Y，QIAN L H，GUAN P F，et al.Localized surface plasmon resonance of nanoporous gold[J].Applied Physics Letters，2011，98：093701.
[20]BUKASOV R，SHUMAKERPARRY J S.Highly tunable infrared extinction properties of gold nanocrescents[J].Nano Letter，2007，7：1113-1118.
[21]XU W G，LING X，XIAO J Q，et al.Surface enhanced Raman spectroscopy on a flat graphene surface[J].Proceedings of the National Academy of the Sciences of the United States of America，2012，109：9281-9286.
[22]LIU C Y，LIANG K C，CHEN W，et al.Plasmonic coupling of silver nanoparticles covered by hydrogenterminated graphene for surfaceenhanced Raman spectroscopy[J].Optics Express，2011，19：17092-17098.
[23]URICH A，POSPISCHIL A，FURCHI M M，et al.Silver nanoisland enhanced Raman interaction in graphene[J].Applied Physics Letters，2012，101：153113.
Abstract： With the silver nanoparticles prepared by magnetron sputtering method，we study，in silver nanoparticles，the environmental dependence of localized surface plasmons （LSPs） and the lightmatter interaction enhancement mediated by LSPs.The result reveals that the sensitivity reaches 931 nm/RIU，the graphene Raman signal increases about 40 times，and the graphene absorption in visible regime about 10 times.The study shows that the easyfabrication，optically sensitive silver nanoparticles provide us unprecedented opportunities on various application fields including sensors，optoelectric detectors，and molecular recognition devices.
Key words： optics at surface； surface plasmon resonance； visible & Raman spectroscopy measurement； silver nanoparticles； magnetron sputting； graphene
（责任编辑：顾浩然，郁慧）