2.4时域有限差分法（FDTD） 4

3利用FDTD软件研究贵金属纳米粒子的光散射特性 6

3.1三种不同形状纳米阵列在乙醚中和氢气中光谱比较 6

3.2不同尺寸的立方体银纳米阵列在乙醚与氢气中的光谱比较 8

3.3立方体在不同气体环境下光谱比较 11

3.4单个银粒子在不同气体环境下的吸收光谱 13

结 论 15

致 谢 17

参考文献 18

本科毕业设计说明书 第1页

1引言

1.1研究背景

上世纪九十年代，首届国际纳米科学会议在美国巴尔的摩召开，纳米材料科学以材料科学的一个新分支的身份正式诞生。这个学科将微观基础理论与当代高科技紧密结合起来并成为了当今材料科学的前沿领域[4]。

自金属材料的特殊光电性质学性能被发现以来，太阳光等物质对于地球上各种生物的重要意义受到越来越多研究人员的关注。近年来，随着科技的飞速发展纳米技术也迅速崛起，金属纳米颗粒的制备和表征也逐渐走到人们的视野当中，越来越多的科研人员投身其中,金属纳米颗粒的研究日趋成熟。贵金属纳米材料已经成为最具发展潜力的研究热点之一[7]。

1.2国内外研究现状及意义

1.3本文研究的目的及意义

Au、Ag等贵金属纳米材料具有优异的局部等离子体共振效应(LSPR)。LSPR效应与周围环境介质的折射率密切相关，其共振吸收谱对周围介质极其敏感。本文主要研究四个方面，第一形状对银纳米颗粒阵列在不同气体环境下的LSPR光谱的影响；第二尺寸对银纳米颗粒阵列在不同气体环境下的LSPR光谱的影响；第三环境介质对银纳米颗粒阵列的LSPR光谱的影响；第四中心距为100nm的阵列对银纳米颗粒的得LSPR光谱的影响。其中主要研究其波峰的偏移情况以及波峰峰值的变化情况。局部等离子体共振效应(LSPR)在很多领域都展示出巨大的应用前景，如太阳能电池、等离激元光波导、生物传感器等。随着社会的进步与研究的逐步深入，对于贵金属纳米材料的局域等离子共振效应研究的需求的不断提高，贵金属纳米颗粒阵列的LSPR效应会越来越受到重视。

2粒子散射特性光谱分析的相关理论

2.1吸收、散射和衰减光谱

吸收光谱是电磁波被吸收的程度与光的频率或波长的关系曲线，即电磁波被吸收程度相对频率或波长的分布。不同物质粒子的能态各不相同，故对电磁波的吸收也不相同，从而具有表明各自特征的不同吸收光谱。