纳米结构的光学性质及其应用是当今纳米科学研究的一个热点。近年来,表面等离激元(SurfacePlamsmons,SPs)广泛应用于物理、化学、表面科学、能源以及材料科学等领域。本论文主要以金属和非金属的纳米结构为研究对象,利用三维时域有限差分法(3D-FDTD)系统探究了金属纳米立方体与金属基底的耦合体系以及非金属材料TiN的纳米结构的表面等离激元光学特性。本论文采取理论模拟研究的方式对两种不同材料纳米结构的表面等离激元光学特性展开研究,主要分为四部分。绪论部分主要介绍了表面等离激元理论基础、相关应用以及在纳米立方体和TiN的表面等离激元领域的最新进展,并在此基础上提出本论文的研究设想与思路。第二章重点介绍了本论文借助的数值计算方法—三维时域有限差分法(3D-FDTD)。第三章借助金纳米立方体的二聚体与金基底的耦合体系研究了纳米立方体与金属基底之间模式的竞争和协同作用以及该体系的应用。第四章对TiN材料的不同纳米结构的表面等离激元特性进行了探究,对于将这种新材料应用到表面等离激元领域起到一定的理论指导作用。本论文的主要工作及创新点如下:1、金属纳米立方体的二聚体与金属薄膜耦合体系中的模式竞争与协同效应研究。通过对复杂多模式耦合体系进行研究,利用表面电荷分布对这些模式进行识别,对于纳米立方体二聚体与金属基底耦合体系,能够呈现出比较丰富的模式,并且这些模式之间会存在竞争与协同效应,多模式之间的协同效应能够实现较大的场增强并且FoM将会超过30,从而该复杂多模式耦合体系可能应用到表面增强光谱以及表面等离激元传感等领域。2、TiN材料在表面等离激元领域的应用。TiN虽然是非金属,但是介电函数与金、银等材料相似,并且吸收损耗相对金属较低,从而可以表现出较好的表面等离激元特性。利用理论计算方法对TiN的不同纳米结构进行研究,包括单粒子、耦合体系以及TiN材料TERS和TEF的远场定向发射特性,发现其与传统表面等离激元材料有相同特性。但是由于其作为非金属电荷密度较低,而不能实现较大的场增强,但是仍可以作为表面等离激元研究的材料之一。