金纳米锥阵列与金薄膜耦合结构表面等离子体折射率传感研究.docx

金纳米锥阵列与金薄膜耦合结构表面等离子体折射率传感研究
摘要：
本文研究了金纳米锥阵列与金薄膜耦合结构表面等离子体折射率传感。通过制备金纳米锥阵列与金薄膜的耦合结构样品，并使用透射光谱和表面增强拉曼光谱进行测试。结果表明，经过优化的金纳米锥阵列与金薄膜耦合结构的等离子体谐振峰的位置和强度受折射率影响明显，从而实现了基于表面等离子体的折射率传感。
引言：
近年来，金纳米结构与等离子体共振在传感、光电子学、化学及生物领域等得到了广泛的研究和应用。庞大的表面积和突出的光学性质使得纳米结构与等离子体成为能够实现探测微小变化的敏感元件。表面等离子体谐振（SPR）是利用表面等离子体场出现频率敏感的现象进行折射率传感的一种技术，因其具有灵敏、高精度、实时反馈等优点，成为物理学、化学、材料科学、生命科学等领域的重要工具。
方法：
本文采用多步法制备了金纳米锥阵列与金薄膜耦合结构样品，通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪对样品进行了表征。样品的光学性质测试采用透射光谱和表面增强拉曼光谱测量。
结果与讨论：
通过测试，发现经过优化的纳米锥阵列与金薄膜耦合结构的等离子体谐振峰位置和强度受到折射率的显著影响。随着环境折射率的增加，等离子体谐振峰向长波移动，峰值强度逐渐增加。这是因为在SPR条件下界面电场增强，导致强烈的环境电场介导下的局部电磁场放大，形成所谓的表面等离子体共振现象。
本实验结果证明了金纳米锥阵列与金薄膜的耦合结构可以实现基于表面等离子体的折射率传感，具有较高的灵敏度和测量精度。由于制备方法简单，实验成本较低，此方法在生命科学、环境监测等领域具有广泛的应用前景。
结论：
本实验成功制备了优化的金纳米锥阵列与金薄膜耦合结构，并通过测试研究了其在表面等离子体折射率传感方面的应用。实验结果表明，纳米结构的等离子体谐振峰位置和强度受折射率影响明显，证明了该结构可作为一种环境折射率传感器。该研究对于促进表面等离子体在生命科学、环境监测等领域的应用具有一定的推动作用。