题目：金纳米棒的表面增强双光子激发荧光效应

双光子激发荧光发射具有优异的空间分辨本领，被广泛应用于物理、化学、生物、医学、微电子技术等领域。然而与单光子激发所产生的荧光发射相比，由双光子激发所产生的荧光发射强度低，严重制约了双光子激发荧光效应的应用和发展。近年来迅速发展的表面增强光谱学技术为提高双光子激发荧光的探测强度提供了一系列新的有效途径。表面增强光谱学及等离激元光子学的研究结果表明，贵金属纳米结构所产生的表面等离激元对其表面及附近物质的荧光激发和辐射具有良好的增强效应，是潜在的双光子激发荧光增强效应的衬底。通过控制纳米结构的尺寸、形貌和构成，可调控其表面等离激元和激发性质，从而实现对双光子激发荧光效应的有效增强。本论文选择金纳米棒(Au NRs)为增强衬底，结合其表面等离激元共振的可控性，研究了位于其表面及附近的若丹明590(Rh590)分子的双光子激发荧光增强效应。论文工作主要分为两部分：第一部分研究了金纳米棒衬底表面的Rh590分子的双光子激发荧光增强效应；第二部分研究了金纳米棒浓度的变化对Rh590分子水溶液的双光子激发荧光增强效应的影响。主要内容如下：第一部分 金纳米棒衬底表面的Rh590分子的双光子激发荧光增强效应利用晶种法，改变制备过程中试剂的配比，制备了分散性良好、具有不同长径比的金纳米棒颗粒。通过激光光谱分析法探究了位于金纳米棒表面附近的Rh590分子的双光子激发荧光增强现象。研究过程主要分为三步，第一步：通过改变激发波长，对不同浓度的Rh590溶液进行双光子激发，发现激发光波长为800 nm时，荧光信号最稳定；第二步：制备四组长径比分别为2.5、4.1、4.4、6.2的纳米棒与Rh590溶液构成Au NRs-Rh590混合体系，固定激发波长为800 nm，发现当纳米棒长径比为4.1，即其纵向等离激元共振（SPR）吸收峰位于815 nm时，荧光增强效果最好；第三步：改变激发波长，选取长径比为4.1的纳米棒与Rh590构成混合体系，当激发波长在800 nm和820 nm时，荧光的增强效果较明显。实验研究结果表明，当纳米棒的纵向SPR峰值所对应的波长与荧光分子的激发波长发生耦合时，激发光的激发效率被提高，荧光发射得到增强。二者耦合程度越好，增强效果越佳。第二部分 金纳米棒浓度变化对Rh590分子水溶液的双光子激发荧光增强效应的影响固定激发波长为800 nm，选择长径比为4.1的纳米棒，通过改变 Au NRs-Rh590混合体系中纳米棒的浓度来观测对荧光增强效应的变化情况。结果表明，混合体系中金纳米棒的浓度以及与荧光分子之间距离的变化影响荧光的增强效果，当混合体系中金纳米棒浓度达到6.75*10-6 M时，增强因子为11，增强效果最佳。同时，金属纳米颗粒在体系中分布相对密集有利于提高增强效果。