利用等离激元共振非辐射衰减产生的热电子能够注入到半导体导带的机制,可以提高传统半导体器件的效率,在光伏、光催化和光电探测等领域有广阔的应用前景,从而成为等离激元光子学的研究热点。在本论文中,我们围绕金属-半导体复合薄膜中等离激元诱导的热电子的产生、转移与控制展开研究。通过调控等离激元的线宽、共振位置和强度以及偏振和角度依赖等特性,实现光电响应特性的波长裁剪和偏振裁剪等,探索其在图像传感和光电探测中的应用。论文的主要研究工作分为以下两个部分:一、双金属-TiO2纳米管复合薄膜的制备及其光电性能的研究以AAO作为模板,采用原子层沉积方法制备大孔径且高度有序的Ti02纳米管,并分别负载不同量的Au、Al以及Au/Al纳米颗粒。研究结果表明,相对于纯Ti02纳米管,负载Au纳米颗粒的Ti02纳米管在可见光照射下光电流显著提高,在568nm入射光照射下,样品光电流提高400%;负载Al纳米颗粒的Ti02纳米管在紫外光照射下光电流显著提高,在365nm入射光照射下,样品光电流提高50%;同时负载Au和A1纳米颗粒的Ti02纳米管在整个紫外-可见-近红外区域光电流都显著增强。显著增大的光电流归因于金属表面等离激元增强的光吸收、以及等离激元诱导的热电子的注入。二、双等离激元复合薄膜的制备及其光电性能研究利用热退火、PS球掩膜和刻蚀技术,制备了具有双等离激元结构的金属-半导体复合薄膜,并对其光电流性能进行了研究。研究结果表明,半导体上下两层金属微纳结构等离激元共振位置不同,在短波长区域,顶层金属微纳结构的等离激元共振被激发,在长波长区域,金属微纳结构的等离激元共振被激发。由等离激元诱导的热电子均是从金属转移到半导体中,因此,在不同的波长范围所测到的光电流极性不同,实现了对光电流极性的调控。此外通过在复合薄膜两端施加不同的偏置电压也可以在可见-近红外光谱范围对光电压和光电流进行有效地调控。