- 文献综述（或调研报告）：
- 引言
天线在广播、电视、遥感等日常生活和科学研究领域已获得广泛应用。常规天线的工作波长随着其尺寸的变化而变化。但光频段天线的实现不能通过简单地缩小尺寸来达到，这是由于当天线尺寸达到纳米级或者远低于光学衍射极限时，其金属纳米构件对可见／近红外部分光线的吸收以及量子尺寸效应的影响不能忽略。又因为在光频段，利用透镜、面镜等宏观光学元件来重定向波阵面而形成的天线没有被进一步研究，因此必须寻找另一种途径来实现光学天线。1985年，Wessel教授基于金属小颗粒也能有类似于传统天线接收入射电磁波的性质，最早提出光学天线的概念。随后，Pohl教授对这种类似性进行系统的讨论，通过比较近场光学探针与传统天线的相似性，得出传统天线理论可以应用于近场光学。由于光学偶极子天线谐振长度远远小于入射光半波长，这与传统天线理论相悖，Novotny教授提出有效波长的概念很好地解决了该问题。进一步的工作把描述经典天线特征如增益、工作波长、方向图等参数引入纳米光学天线中，把纳米天线可操作性、可表征性地融入到传统天线理论框架中。Engheta课题组引入了光阻抗的概念，把光学纳米天线及其介质等效于一个由RLC振荡电路构成的系统，从概念上阐明直接通过改变介质来调控光学天线，进一步丰富了光学纳米天线理论框架。纳米光学天线由于其独特的光学性能广泛地应用于生物医学、太阳能利用、高灵敏度检测器、非线性光学及光催化等领域，成为一个新兴的研究前沿。
- 纳米光学天线的制备
2.1银纳米立方体的制备
迄今为止，已经报道了银纳米立方的不同合成方法，如湿化学法、多元醇和水热合成法等。Chao等[1]采用了一种种子辅助的湿化学方法制备出了Ag纳米立方体。在该方法中，借助于Ag和Pt所具有的类似晶格常数，他们利用单晶Pt种子诱导合成出银纳米立方体，并通过改变种子的含量有效的调节了银纳米立方体的尺寸。不过这种方法比较复杂，产量较低，限制它的实际应用。Chang等[2]人提出了一种水热法合成了高质量的银纳米立方体。他们以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为诱导剂，氨水为络合剂，硝酸银为银源，葡萄糖为还原剂，在120℃条件下水热合成了尺寸为9.3plusmn;4.1nm银纳米立方体。实际上，在所有的合成方法中，多元醇法已被广泛用于制备银纳米立方体，夏幼楠小组在这方面做了大量出色的工作[3-5] 。他们通过油浴多元醇法制备出高质量和高产率的银纳米立方体，能够实现银纳米立方体尺寸的可调控。然而该制备过程是在一个定制的且一次性玻璃瓶进行合成反应，合成工艺较为复杂，使得银纳米立方体的制备工艺很难重复。研究发现，银纳米立方体为单晶结构，但传统的多元醇过程中却易得到金字塔和纳米线结构的产物，这是由于在初始阶段易形成孪晶结构的种子。若想得到纯度很高的银单晶种子，就必须在反应初始阶段将孪晶种子氧化刻蚀成单晶结构的种子。Jeon[6]等报道了一种改善的油浴多元醇法，在该合成工艺中加入了盐酸，通过反应生成硝酸强氧化剂和刻蚀剂，在初始阶段能够把孪晶种子刻蚀和溶解成纯的单晶种子，最后得到尺寸和形状均匀的银纳米立方体。
2.2基底制备及其组装
界面纳米粒子自组装主要是通过朗格缪尔布洛杰特技术（Langmuir-Blodgett technique，LB膜）、干燥蒸发诱导自组装等技术在液体-液体界面、液体-气体界面以及液体-固体界面进行贵金属纳米粒子自组装。
利用LB技术就是在水-气体界面组装单层贵金属纳米粒子薄膜，这种方法可以实现大面积纳米粒子薄膜自组装。比如，A.Tao[7]等人通过控制表面压的大小和速度来获得不同致密度Ag纳米粒子薄膜。此外控制照射激光强度和温度也控制纳米薄膜的组装结构。
干燥蒸发诱导自组装可以自组装大面积高度有序化的纳米薄膜材料。它主要是通过溶剂蒸发诱导自组装方法，平衡纳米颗粒之间的范德瓦耳斯力、静电力以及偶极极化作用力，纳米结构缺陷比较少。例如， 2014年A.Rose等通过这种方法制备的银纳米立方体光学天线。W.L.Cheng等人发展了以DNA[11]和polystyrene[12]链较长分子为表面修饰分子在微孔中进行干燥蒸发自组装纳米薄膜。这种方法可以组装纳米立方体、纳米长方体、纳米球以及纳米棒等。微观纳米结构非常有序使得等离子体共振耦合效应均匀性较好，最重要的是这种纳米材料可以从微孔上转移到任意基底上，进而作为表面增强拉曼基底探测药物以及防伪方面的应用。
作为纳米光学天线，金属纳米粒子与金属纳米薄膜之间的距离直接影响天线的光学特性。另外，在纳米光学天线的荧光增强应用中，需要对荧光分子与天线间隙中所处的位置进行精确控制，因此隔离层的可控构建具有重要意义。目前常用的隔离层包括:
（1）生物分子。如不同碱基对数目的 DNA 链为人们提供了一种调节距离的简便方法。
（2）逐层自组装的聚电解质。在某带电结构表面，通过静电作用交替吸附两种电性相反的聚电解质，可以得到多个聚电解质层，层厚可以通过吸附的次数来进行调节。由于操作方便，成本低廉，这种方法已经广泛应用于荧光增强的研究之中。
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