·４·
Q_abs／其他入射波长处，随着颗粒半径R的增大，Q_ext越来越小，Q_sca/Q_ext越来越大，即颗粒越大，散射效率所占的总消光效率的比例越大。4纳米颗粒之间的耦合作用
取为了分析２个银纳米颗粒之间的耦合影响，
半径为３０ｎｍ的２个银球相隔距离d＝０、５、１０、３０、６０ｎｍ时的消光现象。当２个颗粒相互作用时，其消光现象及表面电场与入射光的方向有关，分别选取入射光平行于２个颗粒中心轴线和垂直于轴线的情况。
从图６中可以看出，当入射光方向平行于颗粒之间的连线时，随着颗粒间距的增加，消光峰位置产生红移。而当光线垂直于颗粒之间的连线时，随着颗粒间距的增加，消光峰位置产生蓝移。当２个颗粒距离为０ｎｍ时，由于高阶偶极子的作用，产生多个消光峰。当２个颗粒的距离大于颗粒半径时，消光峰的位置与单个银颗粒的消光峰一致。
109876543210
300
350
400
450波长/nm
入射光平行于轴线（a）
9
876543210
300
350
400
450波长/nm
（b）入射光垂直于轴线
Q
QQQQ
）（d=0（d=5）（d=10）
）（d=30
（d=60）
Thesis论著
（a）入射光平行于轴线（b）
入射光垂直于轴线
图7d=10nm时2个颗粒表面的电场分布
消光光谱
QQQQQ）（d=0（d=5）（d=10）
）（d=30
（d=60）
500550
时，最大电场强度为７．８７９Ｖ／ｍ，且集中于２个颗粒
的两侧；而当入射光方向垂直于轴线时，最大电场强度为４４．１６Ｖ／ｍ，而且集中于２个颗粒之间。表面电场的大小也与２个纳米颗粒之间的距离有关。当d＝０ｎｍ时，表面最大电场强度可以达到１２９Ｖ／ｍ；当２个颗粒距离变大时，最大表面电场强度也减小。这是因为当光线平行于轴线时，其电场方向与入射光方向垂直，即电场方向垂直于２个颗粒连线方向，引起颗粒共振的方向与轴线垂直，此时２个颗粒之间的耦合作用较小。而当入射光垂直于轴线时，电场方向与颗粒轴线平行，引起共振的方向也与轴线平行，在２个颗粒之间由于偶极子的相互作用，产生很强的共振作用，导致其表面电场强度很大。纳米颗粒表面的等离子体是有一定距离的，所以相隔的越近，作用越剧烈。而当距离相对较大时，无论入射光的方向如何，２个颗粒的耦合作用都较小。
用ＤＤＳＣＡＴ分析R＝３０ｎｍ的２个银纳米颗粒在相隔１０ｎｍ时，在不同介质（真空，n＝１；水，n＝１．３３；丙酮，n＝１．３６；二氯甲烷，n＝１．４２；嘧啶，n＝１．５１）下的折射率灵敏度。２个纳米颗粒的消光峰波长折射率灵敏度为：当光垂直入射时，消光峰波长（ｎｍ）λ＝244.75759+171.878６n；当光水平入射时，消光峰波长（ｎｍ）λ=２５２．１６８６＋１３１．２００７n。即当光垂直入射时，２个纳米颗粒对于外界折射率的变化更敏感。5银纳米球及其阵列的消光光谱与折射率灵敏度
分析
消光光谱
500550600
图6消光光谱与纳米颗粒间距及入射光方向的关系
用ＸＦＤＴＤ分析２个银颗粒耦合时周围电场的分布情况，取２个颗粒的轴线为z轴，当光线沿着z方向入射，沿y方向偏振时，则入射光方向与颗粒轴线平行；当光线沿着x方向入射，沿z方向偏振时，则入射光方向与颗粒轴线垂直。假设入射光电场方向的强度均为1V/m，波长为371nm（频率为8.42×
，则在2种入射光作用下，x-z截面上的电场1014Hz）
分布分别如图７（ａ）、（ｂ）所示。
从图７中可以看出，当入射光方向平行于轴线
与纳米颗粒阵列相比，单个纳米颗粒在检测方
面也有很多优点，如检测的极限更高，需要样品的容量更少，可以运用到多通道检测，不过制作费用较高[18]。因此，目前一般采用纳米球光刻（nanospherelithography，NSL）技术在硅片或玻璃片上制作纳米颗粒的周期排列[19]。用DDSCAT分析方法，对半径为5nm，任意2个球的间隔d分别为0及5nm时的银纳米球的二维周期阵列在可见光范围内的消光光谱进行了分析，其结果如图8所示。
从图8中可以看出，周期排列的银纳米球阵列出现2个消光峰，d=0nm的2个消光峰分别在372.92和643.75nm处，在372.92nm处的消光峰主要是由吸收引起的，643.75nm处的消光峰比第一个