| 摘要 | 第1-8页 |
| Abstract | 第8-10页 |
| Résumé | 第10-12页 |
| Acknowledgements | 第12-19页 |
| Preamble | 第19-23页 |
| Preparation of high performance gold layers and their characterization | 第19-20页 |
| Preparation of SAMs and their characterization | 第20-21页 |
| Adsorption of DNAs on SAMs and their characterization | 第21-22页 |
| Developing a SPR enhanced second harmonic generation microscopy | 第22页 |
| Conclusion | 第22-23页 |
| 1 Introduction to Surface Plasmon Resonance | 第23-51页 |
| ·Fundamentals of SPs | 第23-29页 |
| ·Definitions of SPs | 第23-24页 |
| ·History and applications of SP techniques | 第24-25页 |
| ·Ultra-sensitive detectors | 第24-25页 |
| ·Plasmonics | 第25页 |
| ·Dispersion relation of SPR | 第25-27页 |
| ·Optical coupling methods | 第27页 |
| ·Various optical configurations to excite SPR | 第27-29页 |
| ·Description of our SPR experiment | 第29-32页 |
| ·Optical systems to generate SPR | 第29-30页 |
| ·Micro-fluid systems | 第30-31页 |
| ·Preparation of metal films | 第31-32页 |
| ·Computation of reflected and transmitted fields | 第32-45页 |
| ·Reflection and transmission of optical waves in isotropic layered media | 第32-36页 |
| ·Snell's law | 第32-33页 |
| ·Fresnel's formulae | 第33-35页 |
| ·Total internal reflection and critical angle | 第35页 |
| ·Evanescent wave and attenuated total reflection | 第35-36页 |
| ·Matrix formulation for isotropic layered media | 第36-45页 |
| ·Transmission and propagation matrices | 第36-37页 |
| ·Matrix formulation for a multilayer system | 第37-39页 |
| ·Application of matrix formulation on the modeling of SPR | 第39页 |
| ·The distribution of the transmitted and reflected fields | 第39-42页 |
| ·Influence of variation of refractive indices on SPR effect | 第42-43页 |
| ·Influence of excitation wavelength on SPR effect | 第43-44页 |
| ·Influence of the thickness of gold layer on SPR effect | 第44-45页 |
| ·Fine size effects | 第45-49页 |
| ·Focalization of the beam | 第45-47页 |
| ·Parallelism of the exciting beam | 第47-49页 |
| ·Conclusion | 第49-51页 |
| 2 Effect of inhomogeneity of gold on SPR reflectivity curves | 第51-89页 |
| ·Methods of gold thermal vaporization | 第51-52页 |
| ·Slow thermal deposition | 第52页 |
| ·Fast thermal deposition | 第52页 |
| ·Set(A)of slow and fast gold vaporization | 第52-67页 |
| ·Experimental configuration for polarization | 第52-54页 |
| ·Slow gold vaporization | 第54-57页 |
| ·AFM characterization | 第54-56页 |
| ·SPR characterization | 第56-57页 |
| ·Reproducibility of the slow deposition | 第57-60页 |
| ·AFM characterization | 第57-59页 |
| ·SPR characterization | 第59-60页 |
| ·Fast gold vaporization | 第60-63页 |
| ·AFM characterization | 第60-62页 |
| ·SPR characterization | 第62-63页 |
| ·Aging of the gold layers | 第63-67页 |
| ·AFM characterization | 第64-67页 |
| ·SPR characterization | 第67页 |
| ·Set(B)of slow and fast gold vaporization | 第67-75页 |
| ·Experimental configuration for polarization | 第67-68页 |
| ·Slow gold vaporization | 第68-70页 |
| ·AFM characterization | 第68-69页 |
| ·SPR characterization | 第69-70页 |
| ·Fast gold vaporization | 第70-73页 |
| ·AFM characterization | 第70-72页 |
| ·SPR characterization | 第72-73页 |
| ·Reproducibility of the series(B) | 第73页 |
| ·Preliminary conclusions | 第73-75页 |
| ·Effective medium model for gold vaporized layers | 第75-87页 |
| ·Maxwell-Garnet and Bruggeman model | 第75-77页 |
| ·Roughness of gold surfaces modelling with an effective layer | 第77-80页 |
| ·Slow deposition mode | 第78-79页 |
| ·Fast deposition mode | 第79-80页 |
| ·Fitting slow and fast gold deposition with modified gold index values | 第80-85页 |
| ·Slow deposition mode | 第81-82页 |
| ·Fast deposition mode | 第82-85页 |
| ·Scanning Surface Plasmon Microscopy Images | 第85-86页 |
| ·AFM images of fast and "chopped" deposition gold surfaces | 第86-87页 |
| ·Conclusion | 第87-89页 |
| 3 Self-Assembed Monolayers | 第89-123页 |
| ·Introduction to SAMs | 第89-99页 |
| ·Methods of preparing ultrathin layers | 第89-92页 |
| ·Spin coating | 第89-90页 |
| ·Langmuir-Blodgett technique | 第90-91页 |
| ·Self assembled monolayer(SAM) | 第91-92页 |
| ·SAMs of alkanethiol molecules on Au | 第92-94页 |
| ·The reason of choosing on gold to prepare SAMs | 第92页 |
| ·Method of preparing SAMs | 第92页 |
| ·Structure of alkanethiol SAMs on Au | 第92-94页 |
| ·Other results | 第94页 |
| ·Methods of characterization of SAMs | 第94-99页 |
| ·AFM technique | 第95-96页 |
| ·EIS technique | 第96-99页 |
| ·Preparation of SAMs | 第99-103页 |
| ·Preparation of double SAMs of MPTS and APTES | 第99-100页 |
| ·Preparation of mixed SAMs of MUO and AUT in ethanol | 第100-101页 |
| ·Preparation of mixed SAMs of MUO and AUT in buffers | 第101-103页 |
| ·Results | 第103-123页 |
| ·AFM images of SAM surface | 第103-104页 |
| ·AFM images of Double SAMs of MPTS and APTES | 第103-104页 |
| ·AFM images of of mixed SAMs of MUO and AUT | 第104页 |
| ·Formation of SAMs studied by SPR | 第104-108页 |
| ·Description of experiments | 第105-106页 |
| ·Experimental results | 第106-108页 |
| ·Characterization of SAMs by EIS | 第108-123页 |
| ·Description of EIS experiments | 第108-110页 |
| ·Modelling the interracial impedance | 第110-112页 |
| ·Typical curves recorded during an EIS experiments | 第112-113页 |
| ·Modulation of the gold potential during an EIS experiment | 第113-114页 |
| ·Potential response of an uncharged MUO SAM | 第114-117页 |
| ·Potential response of a charged AUT SAM | 第117-120页 |
| ·Potential response of mixed SAMs | 第120-121页 |
| ·Conclusion of the EIS study of SAMs on gold | 第121-123页 |
| 4 Characterization of DNA adsorption by SPR | 第123-139页 |
| ·The purpose of studying the adsorption of DNA | 第123-128页 |
| ·Introduction to the structure of DNA | 第123-125页 |
| ·Chemical composites of DNA | 第123-124页 |
| ·Physical structures of DNA | 第124-125页 |
| ·DNA chips | 第125-126页 |
| ·Dynamics of DNA | 第126-128页 |
| ·Spontaneous bending of DNA | 第126页 |
| ·Long range correlation in DNA | 第126-128页 |
| ·Adsorption of long chain DNA | 第128-134页 |
| ·Influence of DNA concentration on DNA adsorption | 第128-130页 |
| ·Influence of surface charges on DNA adsorption | 第130-132页 |
| ·Influence of the solution ionic strength on DNA adsorption | 第132-134页 |
| ·Adsorption of short DNA chain | 第134-139页 |
| ·Influence of MUO/AUT proportion on DNA adsorption | 第134-137页 |
| ·Comparison of the adsorption of long and short DNAs | 第137-139页 |
| 5 SPR enhanced surface second harmonic generation | 第139-165页 |
| ·Introduction to SSHG | 第139-142页 |
| ·SPR enhanced SSHG | 第142-147页 |
| ·Dependence of field enhancement on gold layer thickness | 第142-144页 |
| ·Description of experiment and primary results | 第144-147页 |
| ·SPR enhanced SHG microscopy | 第147-165页 |
| ·Excitation of SPR enhanced SSHG by objective lens | 第148-150页 |
| ·Electromagnetic field near focus | 第150-157页 |
| ·Scalar diffraction theory | 第150-151页 |
| ·Vectorial field distribution in a stratified focal region | 第151-153页 |
| ·Transformation matrices | 第153-156页 |
| ·Expression of electric field near focus | 第156-157页 |
| ·Numeric simulation results of electric field near focus | 第157-161页 |
| ·Electric fields at gold/air and glass/air interfaces | 第157-159页 |
| ·Influence of focus position | 第159-160页 |
| ·SHG at focus | 第160-161页 |
| ·Description of SPR enhanced SHG microscopy | 第161-165页 |
| 6 Conclusion and future work | 第165-169页 |
| Appendix A Preparation of metal films by thermal evaporation | 第169-171页 |
| Appendix B Optical constants | 第171-176页 |
| B.1 Optical constants of glass | 第171-172页 |
| B.2 Optical constant of gold:∈~(Au) | 第172-174页 |
| B.3 Optical constant of chromium:∈~(CT) | 第174-176页 |
| Appendix C Extraction of θ_(SPR) | 第176-178页 |
| Appendix D Phosphate solutions of given pH and ionic strength | 第178-183页 |
| D.1 Conductivity of phosphate solutions of given pH and ionic strength | 第181-183页 |
| Appendix E Matlab codes for the calculation of reflected fields | 第183-185页 |
| Appendix F Abbreviations | 第185-186页 |
| Publications | 第186-188页 |
| List of figures | 第188-194页 |
| List of tables | 第194-195页 |
| Bibliography | 第195-204页 |
