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| 近年来随着纳米技术的发展，贵金属纳米材料由于具有良好的物理特性及特殊的光学特性越来越多的被学者科学家们所关注。而对纳米颗粒表面进行修饰改性成为材料科学领域中的一个研究热点，Au纳米颗粒尺寸及形状是决定其性能的重要因素，因此不同维度的金纳米结构单元的制备、组装、表面改性与应用的研究异常活跃，成为当前纳米材料研究的主导方向之一。本文利用MATLAB数值计算软件和COMSOL物理模型建模软件仿真多层Au@SiO2纳米颗粒的光学特性，分析其吸收峰以及近红外区红移现象。模型仿真表明Au@SiO2纳米核壳结构核的尺寸、壳的厚度以及层数决定纳米颗粒光学特性。本文对5层Au@SiO2结构（Au核）进行了仿真，通过改变核的尺寸以及壳的厚度分析其光学特性。结果表明，在层数和核壳厚度不变的情况下，随着纳米结构核的尺寸增加，其在近红外区红移效应增加，且散射密度会降低；结构等其他条件不变，随着增加SiO2壳厚度增加，该结构具有明显红移现象，散射密度同样会降低；同样，改变Au壳厚度也会出现类似现象。该结果表明纳米核壳结构决定了其光学特性。此外，本论文还分析了Au@SiO2纳米核壳结构（SiO2核）以及TiO2做电介质时的光学特性。本文并设计了一种简单的水相还原法制备金纳米颗粒，利用油包水反相微乳液法制备SiO2纳米颗粒，以及通过表面修饰的方法制备Au@SiO2纳米颗粒，通过控制反应浓度、反应时间以及其他反应条件制备出了尺寸可控，形貌均匀的纳米颗粒，并通过UV-vis吸收光谱图验证了仿真结果。利用柠檬酸钠还原氯金酸的方法合成尺寸可控（10nm～30nm）形貌均匀金纳米球，该方法实验简单，成本低，可重复性高，实验杂质少；利用油包水反相微乳液法制备SiO2纳米球颗粒尺寸可控（20nm～400nm）、形貌均匀、结构单一和分散性良好。本实验主要采用了250nm, 300nm,350nm颗粒作为实验材料；Au@SiO2核壳结构的制备，本文采用分步合成法，首先利用APTES对SiO2表面修饰，其次利用弱还原剂硼氢化钠可以厚度可控制备Au在SiO2球上的增长。利用此方法不仅合成尺寸可控，实验简单，成本低廉，而且能够均匀生长。通过对该结构利用UV-vis测量分析，Au壳厚度越高，其等离子激元共振吸收峰越强且吸收峰红移现象越明显，验证了仿真结果。 |
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