1. 研究目的与意义
纳米技术是指研究尺寸处于1 至100nm 范围内的材料的性质。本质上，纳米技术是指一种可以在分子水平上，以原子为单位制备某些全新分子形态的手段，即在原子或分子水平上操纵物质；纳米技术的目标是通过在原子、分子水平上控制物质的结构来发现一些新的特性，并学会有效地合成一些纳米结构来构造具有特定功能的产品。不同于过去的那些技术，纳米技术发展的首要因素是纳米材料制备方法的进步。这些纳米材料表现出许多新颖的性质，使其在生物医学、显示照明、新能源、存储等多个国际前沿热点研究领域具有应用潜力。
近年来，随着科技的进步，学术的不断研究，人们对于新型金属纳米结构有了更加深入的了解，而纳米材料本身“身怀绝技”，也使得人们对于它的需求愈发高涨。目前，各国科学家们正在致力于研究金属纳米材料的结构，应用在航空航天、军事以及安全，硬件开发上。金属纳米的地位日渐提升。
对于金属纳米结构，其局域表面光学的研究，一直是一个非常热门的话题。金属纳米相比较普通的金属材料，其体积小，重量轻并且性能相对稳定。在研究其光学特性的时候，我们往往需要研究其离激元共振（LSPR）吸收、散射和消光特性；在共振时,金属纳米颗粒周围的局域电场得到极大的增强,而且共振波长对周围介质的折射率非常敏感。基于这些特性,金属纳米颗粒在光学传感、表面增强拉曼散射(SERS)、增强复合材料的光学非线性系数等方面有着广泛的应用。上世纪60年代，随着物理的迅猛发展，随着量子理论的逐步发展，对于微观颗粒的特性研究进入了“爆发期”。伴随着光学的研究，人们便开始将光学与微观粒子结合，研究当光照射在这些粒子上会出现的情况。研究表明：当入射光照射到贵金属(金,银,铂,钯等)纳米颗粒的表面时,如果入射光的频率同纳米颗粒表面自由电子的整体振动频率相同时,纳米颗粒表面的自由电子会同入射光产生共振,宏观上表现为对入射光的吸收和散射.这种现象称为局域表面等离子体共振(Localized Surface PlasmonResonance,LSPR)现象.基于外国科学家的电磁理论，对于该现象的分析并非很困难，在本课题中，对于金属纳米结构光学传感特性的研究，便是在该现象下去进行的。
2. 研究内容和问题
基本内容：
（1）学习光与金属纳米结构相互作用的准静态电磁理论和计算模拟方法。
（2）利用准静态电磁理论和离散偶极近似（DDA）方法，计算不同金属纳米结构的局域表面等离激元共振（LSPR）吸收、散射和消光特性。
3. 设计方案和技术路线
（1） 查阅近年来利用准静态电磁理论和计算模拟方法研究金属纳米结构光学性质的文献和资料，利用DDSCAT程序重复文献计算结果。
（2）计算模拟入射光激发下金、银纳米结构在不同介电环境中的远场和近场光学性质。
（3）利用绘图软件处理计算得到的光谱数据，分析形状、尺寸和间距对体系LSPR光学传感特性的影响，并从理论上探讨其物理机制。4. 研究的条件和基础
本课题的指导者近年来主要从事金属纳米结构光学性质的理论计算模拟研究，主持和参与了多项自然科学基金课题研究，包括国家级、省部级以及省高校自然科学基金课题，在国外SCI源期刊上发表相关论文10多篇。
该生掌握了一定的光学和电磁学基础知识，了解计算模拟方法，并具有一定文献检索能力和计算机应用能力。
学校图书馆和校园网有比较丰富的图书资料。
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