负折射是一种神奇的电磁传播现象,表现为在两种介质界面处入射光与折射光位于法线同侧。1968年,Veselago提出当一种材料的介电常数以及磁导率同时为负时,这种材料具有负折射率同时能够实现入射光束在界面处的负折射。负折射材料具有多种超于现实的应用:负折射平板材料可以制作超透镜,能够突破衍射极限实现亚波长分辨率成像,在纳米波导、量子光子学、隐身、和光学探测等领域有着巨大的应用价值,是近几年的研究热点。2001年,D.R.Smith等人首次利用微结构的金属线和开口谐振环阵列在微波段实现了负折射。2008年,Dolling G.等人采用金属渔网微纳结构材料把负折射推致了可见光边缘。这些负折射材料的微纳结构非常复杂,制备时需要极高端的纳米加工技术如离子束刻蚀、电子直写等;由于制作方法的特殊性,无法大尺寸制造;对可见光入射的能量损耗一般超过50%。这些问题都制约着负折射材料的实用化进程。本文深入研究了电磁波与纳米材料作用的等离子体微观机理,分析了文献报道的各种负折射材料纳米结构,发现实现负折射并不需要介电常数与磁导率同时为负。当电子被限制在材料的一维方向或者二维面时,这些方向的介电常数为负值,这样就可以实现负折射。于是本文选择了结构简单、制作难度较低的银纳米线阵列结构,作为研究的主要负折射结构。为获得损耗较小的材料,通过对填充率、趋肤深度、入射波长的研究,理论计算得到填充率0.4左右和直径10nm左右的纳米线是最佳结构尺寸,这样尺寸的阵列结构材料能够在波长为410纳米附近的可见光区实现负折射,且损耗不高。2008年,zhangxiang等人利用化学腐蚀氧化铝阵列孔模板制作了直径为60纳米、线间距为110nm的银纳米线阵列材料,获得了660nm光波的负折射。但氧化铝模板孔径无法在化学腐蚀过程中控制成10nm左右的尺寸,且是硬模板,无法去除。本文提出使用反六角溶致液晶分子模板制作大面积直径小于10nm的银纳米线阵列负折射材料,以解决光损耗问题和制备后的模板去除问题。反六角溶致液晶可在aot(磺酸钠玻珀酸二辛脂)/对二甲苯/水的体系中形成,aot是双亲性分子,有一个亲水端两个亲油端,分别与水相和油相结合。本研究中使用agno3溶液代替水相,在5℃恒温、遮光条件下,反六角溶致液晶相态形成;在3v电场、电极板间距0.7mm下,反六角液晶自组装出的纳米水通道会沿着电场排布,作为制作银纳米线阵列的分子模板;在电场作用下,agno3溶液中的大量银离子沿水通道电泳至负性电极板,不断被还原为银,并被束缚在水通道中生长为纳米银线;待纳米银线阵列形成,使用酒精在超声下清洗负性电极板祛除液晶,银纳米线阵列材料制备完成。将承载着所制备的纳米银线阵列的基板置于扫描电镜sem下观察,纳米线直径为10nm,线间距为15nm。在能谱测试edx中确定了基板上92.31%的元素为ag,证实银纳米线阵列的成功生长。由于纳米线阵列膜太薄无法通过直接测量折射角确定负折射性质,本文提出测量材料反射率的偏振依赖关系,计算银纳米线阵列的介电常数是否为负值,从而确认其是否为负折射材料。实验中测量了可见光730nm、632nm、532nm、410nm波长的s、p偏振光的反射率,得出所制备材料满足双曲材料性质,也就是说所制备的银纳米线阵列材料在整个可见波段能够实现负折射。当负折射材料可以在可见光波段的正负折射切换时,负折射材料可以在光开关、隐身等一系列光控制领域得到应用。于是本文提出使用向列相液晶作为折射率调控介质,掺入银纳米线阵列,来调控材料的负折射性能。液晶分子能够随着电场发生指向矢变化。在无电压情况下,液晶呈现介电常数各向同性,加电压后转变为单轴晶体,液晶分子沿着电场排列。液晶介电常数的变化也影响了整个材料的介电常数,使负折射向短波偏移,在液晶Δn为0.2时偏移量为20nm。针对不同Δn(0.3、0.4、0.5、0.6)的向列相液晶况做了模拟,偏移量随着Δn增加而增加,呈近似线性关系。本论文采用理论与实验相结合的方法,系统研究了生长超精细银纳米线阵列方法。相信本研究的结果将进一步加速负折射材料的应用,为特异性光学材料的发展贡献一份力量。