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周期结构的金属/介质纳米颗粒阵列,具有透过率异常增强,负折射和电磁响应异常等现象。这种表面等离子激元材料是当前光学材料、生物光子学、纳米光子学等领域的研究热点之一。论文的主要工作是三维表面等离子激元材料的制备及其光学特性的研究,利用单分散的微球自组装形成的胶体晶体模板,结合热蒸发方法,获得周期结构的金属/介质纳米颗粒阵列。通过改变微球球径、点阵的层数和介质层厚度及材料等参数,实现从可见到近红外波段对点阵光学性质的调制。另外,采用双光束干涉的光学实验光路得到干涉条纹,为实现低成本,大面积的制备亚微级等离子激元材料提供可行的思路。本文的内容主要包括:1.利用胶体晶体自组装、热蒸发镀膜以及物理超声方法,制备出了大面积三角形多层结构的金属/介质纳米颗粒的有序阵列,这种结构具有亚微米级的周期。我们制备了一系列膜层数的样品,并对它们的透射特性进行了实验表征。实验发现样品的透过率曲线中出现一个明显的透射谷;对于以不同球径的胶体晶体为模板制备的单层金属/介质周期结构点阵,其透射谷的位置随着球径的增大发生红移。透射谷的出现实质上是由于入射光与点阵表面自由电荷作用后,金属表面的局域等离子波被激发,对入射光发生很强的吸收或散射。实验发现以同一球径的胶体晶体为模板制备的多层金属/介质周期结构点阵,其透射谷的位置随着层数的增多而蓝移,这与对称多层金属/介质点阵的透射谷随层数增多发生红移的现象截然不同。我们采用Ansoft HFSSCHigh Frequency Structure Simulator)软件计算其透过率,实验结果和模拟结果相吻合,还结合透射谷位置对应的波长处的电场分布对蓝移现象进行了讨论。此外,论文采用仿真计算研究了介质层厚度,介质层材料等参数的变化对这种金属/介质周期结构点阵的透射谷位置的影响。2.我们采用了双光束干涉结合光刻,制备一维、二维的亚微级的周期结构。首先,搭建两种适合不同夹角的双光束干涉实验光路,并通过CCD拍摄若干干涉条纹,证明实验设想的可行性。其次,结合光刻的方法,制备出高度有序干涉图样制备的周期结构薄膜,但这部分工作还没有制备出理想的样品。这种双光束干涉法为制备高度有序的周期结构薄膜提供了一种更简便、准确的方法。