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表面等离子体激元是由外部电磁场与金属材料中的自由电子相互作用,而产生沿金属和电介质界面传播的电磁波,并且在垂直于金属电介质界面的方向上,具有随着离开界面距离呈指数衰减的倏逝波,其在化学生物传感,表面增强拉曼散射,亚波长孔透射增强等众多领域得到了广泛的应用。表面等离子体的技术应用事实上是通过改变金属结构大小形状以及周围介质等参数对金属表面等离子体谐振的调制来实现的。液晶是物质部分晶体和部分液体的过渡状态。因为独特的光学性质而被广泛应用在显示领域。本文将金属纳米颗粒放在液晶环境下,基于时域有限差分方法(Finite Difference Time Domain, FDTD)研究纳米颗粒的表面等离子体激元。这种处于液晶环境下的表面等离子体结构在新的光子器件、超材料和生物传感等方面会有很好的应用前景。同时,光在各种纳米金属系统中的传播特性的研究取得很大进展,为了确定各种纳米金属系统的光谱性质,表面等离子体共振模型一般使用光激发,这种情况下很难研究详细的空间模型,但是应用高速运动电子激发时,可以解决这一问题。然而,因为电子的电磁场的特定性质使得电子能量损失谱(Electron Energy-Loss Spectroscopy, EELS)数据的理论建模比光学建模更复杂,为了克服上述的困难,论文进一步对EELS进行了理论建模,利用FDTD方法进一步研究在液晶环境下金属微纳结构的电子能量损失谱,分析说明微纳结构周围介质参数对其表面等离子体的调制作用。具体工作如下：1.介绍了表面等离子体的基本概念、发展过程以及它的应用领域,其次简单描述了液晶和EELS的概念。2.讨论了时域有限差分方法,其中包括时域有限差分方法的理论基础、差分格式、常用激励源的设置、数值稳定性条件、金属色散模型的设置选择及吸收边界条件的设置等。3.研究了在液晶环境下,改变周期结构、光栅距离和液晶光轴等参数时,金纳米柱的透射特性的变化情况。讨论液晶光轴倾角、周期结构以及光栅距离等参数对金属表面等离子体共振的调制作用。4.基于时域有限差分方法计算了微纳金属系统的电子能量损失谱,进一步分析了液晶、SiO2等介质材料对金属表面等离子体共振的调制作用。