摘要
由于其独特的光学性质，金纳米棒在光学检测，新型光电器件的制备，催化以及纳米医药等众多领域均有广泛的应用。金纳米棒在与光相互作用时，表现出两种局域表面等离子体共振（LSPR）特性，分别是电子沿长轴方向和短轴方向振荡产生的纵向和横向等离子体共振模式。研究表明，金纳米棒的LSPR特性可将与其复合的手性分子的手性信号从紫外和深紫外区拓展至可见和近红外区。同时，金纳米棒自组装结构形成的热点区域可放大手性分子的手性信号。此外，由LSPR引起的局域场增强效应，可增强金纳米棒附近的局域场分布，并改变处于场内的发射体的辐射跃迁速率，进而改变发射体的光学特性。且由于金纳米棒各向异性的特点，其与发光半导体量子点复合结构的光学性能对激发光偏振态具有依赖，可进一步调控附近发射体的发光状态。因此基于金纳米棒的手性性质研究，以及金纳米棒与半导体量子点复合结构光学特性的调控，具有重要研究价值。 基于上述内容，本文主要做了以下工作： （1）在非手性金纳米棒的基础上，合成三种等离子体手性金纳米棒。首先，在非手性分子还原剂抗坏血酸(AA)的作用下，在金纳米棒外沿还原金原子，制备出不完全对称的哑铃状手性金纳米棒；且证实其手性信号来源于形貌手性。其次，使用具有手性的半胱氨酸(cysteine)代替部分抗坏血酸(AA)作为还原剂，制备出手性金纳米棒，经过优化两种还原剂的比例，发现当cysteine和AA的体积比为5∶2时，制备出的金纳米棒手性信号最强；并通过形貌分析，证明手性来源于手性分子诱导产生的手性。最后，利用半胱氨酸作为连接分子，使金纳米棒进行自组装排列从而具有手性，并证明其手性信号源于其结构手性、热点诱导手性、形貌手性三者共同作用。 （2）研究了与金纳米棒耦合后单个ZnCdSe/ZnS量子点的光致发光特性。首先，通过水油界面自组装的方法使量子点结合到金纳米棒表面，并组装成膜，并检测金纳米棒耦合后单颗粒ZnCdSe/ZnS量子点的发光特性。结果显示，与金纳米棒耦合后，量子点的荧光闪烁特性被抑制，发光强度被显著增强，且量子点的发光增强会随着入射光偏振角度的改变而改变。随后，采集了单颗粒量子点的寿命信息，并根据寿命信息计算得出与金纳米棒耦合后，单颗粒量子点的辐射跃迁和非辐射跃迁速率增加。证实激发增强（珀塞尔效应）在量子点闪烁抑制和发光增强过程中起重要作用。 （3）采集了与金纳米棒耦合后单颗量子点的光致发光强度随激发光偏振角的变化曲线。发现随着激发光偏振角度的改变，与金纳米棒耦合的单量子点的光致发光强度呈清晰而可重复的正弦变化规律，且其变化频率为1/π。随后，利用FDTD软件计算了金纳米棒附近的电磁场分布随着激发光偏振的变化规律。结果显示，随着激发光偏振角度相对金纳米棒纵轴夹角的改变，金纳米棒的最大场增强区从金纳米棒的两端逐渐偏移到金纳米棒的两侧。且金纳米棒附近的场增强因子随偏振角变化的频率为1/π，与观测到的光致发光强度的变化频率一致，证实了激发增强在光致发光增强中也起着重要作用。另外，理论计算得到的增强因子(约3.5)低于实验得到的增强因子(约7-11)，也间接证实了发射增强对总发光强度增强的贡献。这些实验可帮助人们更深入了解复合纳米结构中激子和等离子体的相互作用机理，并通过改变激发极化方向或调制等离子体结构的LSPR峰来实现量子点发光特性的调控和优化。
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