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我们实验室多年来始终潜心于具有时间尺度在飞秒量级、空间尺度在纳米量级且能量分辨的高灵敏超快非线性光谱和动力学测量的相关工作。在过去的工作中,我们利用飞秒瞬态吸收光谱技术与时间分辨荧光光谱技术对诸多体系在时间尺度上的飞秒超快谱学与动力学进行深入研究。并且通过将获得的电子和能量传输通道、速率和耦合特性与理论模拟结合,我们发展出了描述分子间相互作用,电子以及能量转移过程的新模型。与此同时,我们发现在超快过程中空间域的许多特性同样令人心驰神往,因而我们尝试开展了基于局域场空间的谱学与动力学研究,特别地,对于局域激发的表面等离激元,利用共聚焦拉曼技术、原子力显微镜技术和近场光学技术进行了深入研究。这些尝试开展在较为成熟的飞秒时间分辨研究方法的基础上,为多域分辨谱学与动力学研究技术提供了新方向,新思路。本论文中,第一章首先对飞秒激光原理、超快瞬态吸收光谱技术原理以及表面等离激元做了简单介绍,在之后第二章又引入了我们实验室的一些仪器设备,包括飞秒激光系统(锁模钛宝石飞秒激光器、超快激光放大器、以及光学参量放大器)、瞬态吸收探测系统(ExciPro探测系统、HELIOS探测系统以及EOS探测系统),事实上我们在实验生活的过程当中对这些系统进行了许多切合实际的改造工作。后面两章则具体的介绍了一些我所做的工作。第三章介绍了一个与表面等离激元相关的定向散射的研究,通过对碲化镉量子点/金-金属薄膜的模型系统的一组波长和偏振相关的光学测量,我们已经通过实验证明,瑞利散射环效应的起源是表面等离子体辅助定向散射。这项工作为表面等离子体激元耦合发射的研究对象提供了补充的见解。第四章介绍了一项对核-壳纳米结构上表面等离激元消散过程的研究,通过该研究,我们开发了一系列具有横向和纵向等离子体激元模式的金纳米棒-钯核-壳纳米结构,光谱吸收范围覆盖范围从400nm到1000nm。开发的纳米结构能够广泛收集用于催化反应的太阳能。更重要的是,我们的合成方案允许以原子级精度控制壳厚度。如通过超快吸收光谱所揭示的,纳米结构中的表面等离子体猝灭可以通过合成中的这种精确的可控性从而精细地操纵。它是局部发热和电极转换中的可调行为,为两种等离子体效应与催化性能的关联建立了良好的平台。在这项工作中发现的完美一致性清楚地表明,光热和热电子效应可以通过精细的材料设计单独操作,以最大限度地提高由可见光近红外光驱动的催化效率。尽管热电子对氢化有不利影响,但是在这里收集的信息将为其他类型的反应的材料设计提供有价值的指导,其中等离子体激发热电子可以产生积极的贡献。在这种情况下,局部发热和热电子转移的协同相互作用可能会增加超出常规热驱动反应能力的反应。这项工作为合理开发等离子体激元催化纳米结构提供了有效的太阳能与化学能量转换的新途径。