表面等离激元(Surface Plasmon)是金属表面上的自由电子与入射光相互耦合作用下,产生的集体振荡,表面等离激元实质是电磁波的能量转化为金属表面自由电子的集体振动能。当入射光的频率与表面等离激元的振动频率相等时,产生表面等离激元共振,使得局域近场得到很大的增强,这也导致了许多光学特性得到很大的增强,比如光的透射、表面拉曼散射等等。因为表面等离激元在增强表面拉曼散射方面起到至关重要的作用,所以表面等离激元在表面增强拉曼散射的领域中应用很广泛,虽然现在精密加工的技术相当成熟,但是寻找大面积、高性能、低成本的SERS基底结构仍是目前研究的一个热点。本论文主要结合自组装法、镀膜和退火处理来制备胶体晶体-金属表面等离激元复合结构,通过对该金属结构进行调控以及对其光学性能进行测试和分析,进而探究其在表面增强拉曼散射领域中潜在的应用。主要研究内容如下:1.通过溶胶凝胶的方法制备得到单分散的二氧化硅微球,合成路径是将正硅酸乙酯及溶剂无水乙醇的混合液,加入到氨水及溶剂无水乙醇的混合液中反应两小时即可。2.本实验使用二氧化硅作为胶体粒子改进蒸发法的基础上自组装合成了高质量的单层二氧化硅胶体晶体。3.利用磁控溅射系统磁控溅射系统在胶体晶体上沉积的方法合成了大面积的帽状金纳米壳结构。4通过对帽状金纳米壳结构退火温度的调控,得到对应温度下的不同金纳米壳状结构,经透射与拉曼光谱测试,发现这种处理对该金纳米结构SERS性能具有调控特性。5.采用时域有限差分法的理论计算方法,得到了该结构的球上金纳米颗粒及间隙的电磁场分布,这表明了离散化的纳米颗粒及间隙在增强表面拉曼散射中起到的决定性作用。