局域表面等离激元(LSP)纳米结构可将自由空间传播的光场高效地收集并会聚在其近场区域的纳米“热点”内,实现分子的高效激发,反之也可将热点内分子的光谱信息“广播”到远场。这一过程伴随着光吸收、辐射、散射及光力、共振偏移、光热等效应的极大增强,这些丰富的现象一方面为LSP纳米结构在传感领域带来了一系列应用,包括表面增强红外吸收光谱、表面拉曼光谱、表面荧光光谱、LSP折射率传感器、纳米光镊与LSP基质辅助激光解吸/电离等;但同时其行为的复杂性也给研究者理解该领域的机理与应用带来困难。针对这一状况,本文从理论与应用两方面对各类LSP传感器进行回顾和梳理,一方面利用基于准静态近似下的本征模式理论为各类LSP相关的现象提供一个统一的解析理论框架,同时对各类相关的应用,包括拉曼散射、红外吸收、荧光、折射率传感与激光解吸/离子化等领域的进展与挑战进行简要的回顾,为该领域的研究者提供一个清晰简洁的入门综述。

通过置换反应在金属铝表面制备了表面没有任何保护剂且具有红外增强作用的镍岛膜,用 SEM、 XRD 和表面增强红外光谱对其形貌和性质进行表征.结果表明:铝片上沉积出的镍呈岛状结构,镍岛膜由大量的二次镍粒子和少量的一次镍粒子通过密堆积的方式构成;首次发现具有这种特殊结构的镍对吸附于其表面的有机分子的红外吸收光谱有较大的增强作用,使得表面增强红外光谱可以用于痕量分析、检测.

通过置换反应在金属铝表面制备了表面没有任何保护剂且具有红外增强作用的铜岛膜,用扫描电子显微镜( SEM)、X射线衍射( XRD)和表面增强红外光谱对其形貌和性质进行表征.结果表明:铝片上沉积出的铜呈岛状结构,铜岛膜由二次铜粒子和一次铜粒子通过密堆积的方式构成;首次发现具有这种特殊结构的铜对吸附于其表面的有机分子的红外吸收光谱有较大的增强作用,使得表面增强红外光谱可以用于痕量分析、检测.

对海洋营养盐进行快速检测是海洋污染监控中的一项重要任务。 测量了硝酸钠溶液蒸发过程中的红外光谱, 发现表面增强红外光谱法在营养盐的快速检测中有重要的应用价值。 采用Stober方法制备了二氧化硅纳米颗粒, 然后采用银氨溶液与二氧化硅溶液混合的方法制备银/二氧化硅(Ag/SiO2)复合材料, 并利用扫描电镜(SEM)、 X射线衍射(XRD)以及紫外-可见(UV-Visible)吸收光谱对其进行表征。 研究了硝酸钠水溶液干燥过程中Ag/SiO2复合材料对硝酸钠红外吸收光谱的影响, 结果表明硝酸根反对称伸缩振动吸收峰的吸收强度得到增强, 这可能来自Ag/SiO2薄膜材料的界面效应。

二硫双琥珀酰亚胺基丙酸酯 (dithiobis-succinimidyl propionate, DTSP)是一种重要的同源双功能偶联分子, 广泛地应用于蛋白质在载体表面的共价固定。 研究利用表面增强红外光谱分析了DTSP分子在真空蒸镀金岛膜表面的吸附特性。 首先通过密度泛函理论对吸附于金表面的DTSP分子进行了结构优化, 计算了该分子的振动模式和红外强度。 表面增强红外吸收和变角偏振反射吸收测量结果表明TSP分子在金表面有序排列, 其五元杂环平面与金表面法线成65°左右的二面角。 此外, 表面增强红外光谱还成功地监测到了TSP分子和Nα′, Nα″二(羧甲基)-L-赖氨酸在金表面的实时组装过程。