采用快速热退火方法制备了尺寸较小、密度较高的银纳米颗粒阵列，其面密度在一定区间可调控。通过实验测得银纳米颗粒阵列的远场反射和透射谱，进一步经理论数值变换，研究了所制备银纳米颗粒阵列的吸收、散射及消光特性。从谱线的变化趋势可知，当银纳米颗粒阵列的面密度不断增大、即颗粒间距逐步减小时，所产生的局域表面等离激元共振的波长发生红移；而且相邻金属纳米颗粒的耦合作用越强，波长红移越明显。该方法为分析高密度、小尺寸，特别是粒子间存在耦合的金属纳米颗粒阵列的等离激元特性提供了有效参考。

由局域表面等离子共振（LSPR）形成的周期性Ag纳米网络结构在深紫外到近红外波段的高透光透明导体中具有潜在应用，但纳米网络结构透射特性、导电特性及形态的关系仍有待进一步研究。首先，用有限元分析法从理论上分析了Ag纳米颗粒形态对LSPR特性的影响。然后，研究了沉积的Ag覆盖率对周期性纳米网络结构光透射特性的影响。最后，通过建立等效电阻模型，研究分析了Ag纳米网络结构的电阻率和透射率。结果表明，在沉积一定厚度的Ag纳米颗粒时可以获得具有较高透光性以及较小薄膜电阻的Ag纳米网络结构。

基于有限元法建立三维(3D)数学模型,计算硅薄膜光电探测器表面周期性分布的Ag纳米颗粒阵列对光电探测器光吸收性能的影响。结果表明对于球状Ag纳米颗粒阵列,阵列周期P与粒子直径d的比值是影响硅薄膜光吸收效率的关键因素。当硅衬底顶部粒子排布较密(P与d的比值较小)时,与裸硅光电探测器相比,等离激元光电探测器在不同入射角度下的光吸收效率都有不同程度的提高,其中在波长为700 nm、入射角度范围为0°~65°时,光吸收效率从5%提升到65%,整个波段范围内光电转换效率从29%增强为34%。

表面增强拉曼(SERS)作为一种分析手段, 具有高灵敏度、 高选择性、 高重复性、 非破坏性等优点, 在过去的几十年中, 被广泛应用在成分检测、 环境科学、 生物医药及传感器等领域。 其中以金、 银等贵金属纳米颗粒薄膜在表面增强拉曼(SERS)活性基底方面得到了更为广泛的应用。 SERS技术一个关键的因素是如何制设计并备具有大面积、 高增强能力及高重复性、 可循环使用的SERS基底。 通常, 贵金属纳米颗粒规则阵列结构的单元颗粒电磁增强特性及其颗粒间的电磁耦合增强特性的综合作用可大力提升SERS基底的探测性能。 然而, 利用传统微纳米加工方法如光刻、 电子束光刻等方法制备得到的贵金属纳米阵列结构的表面粗糙度不够理想。 结合光刻与化学置换方法制备金纳米颗粒四方点阵列孔洞结构, 并研究其作为SERS基底的电磁增强特性。 具体研究利用光刻法在硅衬底上制备了规则排列的四方点阵列孔洞结构, 用磁控溅射在其表面镀上金属铁膜; 接着在衬底上旋涂浓度为1.893 8 mol·L-1的氯金酸液膜, 在孔洞内铁和氯金酸发生置换反应, 进而孔洞生成金纳米颗粒, 最终得到金纳米颗粒四方点阵SERS活性基底。 采用罗丹明6G(R6G)分子作为探测分子测试不同金纳米颗粒阵列结构基底的SERS谱。 实验结果表明, 随着化学置换反应时间的延长, 金纳米颗粒排列更加紧凑有序, SERS谱增强性能更好。

采用多孔氧化铝(AAO)模板作为基底，结合真空蒸镀、热去湿技术实现金纳米颗粒的有序组装。通过二次氧化技术制得孔径80 nm、壁厚20 nm左右的多孔氧化铝模板，在模板表面真空蒸镀一层很薄的金膜，随后将样品放入管式炉中做退火处理。在扫描电子显微镜下对其形貌进行表征，发现多孔氧化铝模板表面金纳米颗粒具有很好的有序度；同时对于具有较浅孔的模板，有序孔阵列组装得到的金纳米颗粒阵列呈现高度有序性,且与孔阵列密排六方结构相匹配。采用紫外可见光分光光度计在300~800 nm波长范围内对表面成功组装金纳米颗粒阵列的样品吸收特性进行了测量，结果表明多孔氧化铝模板组装金纳米颗粒阵列后吸收谱图出现明显的表面等离子体吸收峰，峰位置在316 nm和616 nm处，较普通金纳米颗粒吸收峰位置出现大幅度的红移。

The effect of shape, height, and interparticle spacing of Au nanoparticles (NPs) on the sensing performance of Au NP array is systematically investigated. Lengthening the major axis of elliptical NPs with the minor axis kept constant will cause the redshift of the local surface plasmon (LSP) resonance mode, enhance the sensitivity, and widen the resonance peaks. Larger height corresponds to smaller LSP resonance wavelength and narrower resonance peak. With each NP size unchanged, larger interparticle spacing corresponds to larger resonance wavelength and smaller full-width at half-maximum (FWHM). Moreover, duty cycle is important for sensitivity, which is largest when the duty cycle is 0.4.