针尖增强拉曼散射技术是一种具有高灵敏、高空间分辨率的表征技术，作为非接触式无损检测系统，TERS已逐渐成为了许多学科领域的研究热点。本文介绍了TERS技术原理与金属针尖的特点，对TERS技术在物质和生命科学的研究进展进行了综述，并对TERS技术在教学科研与学科交叉方面的应用进行了分析，探讨了TERS技术在化学、物理、生物医学和学科教研融合方面的应用。这些研究进展为TERS技术在物质科学研究以及教育科研中的应用提供了重要的参考，有助于推动TERS技术进一步的发展和应用。

基于表面增强拉曼光谱的磁免疫分析(简称SERS磁免疫)因其可实现样品的快速分离、富集、和无损检测以及具有灵敏度高、精准及快速等优点而备受关注。本文综述了SERS磁免疫分析基本原理及国内外的研究进展，并介绍了SERS磁免疫与微流控、侧向流动分析及荧光联用检测技术以解决其在微量快速检测、多组分分析及不同位点分析方面的困难；最后针对影响SERS磁免疫灵敏度提升的途径等进行展望。

过渡金属元素锇（Os）在高压下的电子拓扑转变（ETT）一直存在争议。迄今为止，除个别基于高压同步辐射的X射线衍射数据外，并无其它能够支持Os存在高压ETT的实验报道。本文基于比较光谱学原理，在0~220 GPa内，研究了金属Os的高压晶格动力学行为。分析结果表明，Os的E_2g拉曼模压力系数（dω/dP）在~110 GPa处发生突变，且mode-Grüneisen参数（γ_i）产生了相应的数值突降。高压下拉曼声子和mode-Grüneisen参数的突变位置与高压同步辐射衍射实验的异常点接近，这很可能与Os在高压下发生ETT有关。本文从晶格动力学角度讨论了Os的ETT特性，为Os的压致ETT提供了拉曼谱学的证据。

本文通过水热法合成了玫瑰花状的MoS₂纳米粒子，结合氧化还原法制备了MoS₂@Au复合材料，并将其作为表面增强拉曼散射(SERS)的活性基底。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪以及拉曼光谱仪分别对MoS₂和MoS₂@Au复合材料进行表征。以罗丹明6G (R6G)作为探针分子，对MoS₂和MoS₂@Au两种材料的SERS性能进行研究。SERS结果表明在532 nm激光线的激发下，相比于MoS₂对R6G分子的检测极限为5×10^-6 M，MoS₂@Au复合材料的检测极限高达5 QUOTE  10^-9 M，明显提高了3个数量级，这得益于Au纳米粒子的电磁场增强与基底-分子间电荷转移增强的协同作用。并计算得到基底的SERS信号相对标准偏差(RSD)值为12.2%，表明MoS₂@Au基底的SERS信号具有较好的均匀性。

表面增强拉曼光谱（SERS）技术广泛应用于表面/界面科学、光谱学、生化检测、成像示踪等领域。金属烯碳纳米囊是一类由烯碳壳层包裹金属核组成的核壳纳米颗粒，由于金属烯碳纳米囊具有高SERS灵敏度，在复杂和极端的生化环境下优异的稳定性和光学性质，因此在生化检测分析和成像示踪等领域备受关注。超薄烯碳壳层固有的化学惰性可以保护金属内核免受光生热电子、活性氧以及酶等外部因素的破坏，从而使金属烯碳纳米囊展现出超稳定的拉曼信号。此外，烯碳壳层的多个拉曼特征峰位（D、G、2D）可作为拉曼信号和内标信号，进一步提高了拉曼定量检测的准确度。值得注意的是2D峰作为拉曼静默区域内的信号峰有利于减少体内生物分子的干扰。本文首先介绍了金属烯碳纳米囊的制备原理和基本性质，概述了基于金属烯碳纳米囊的SERS检测和成像中的应用进展，最后展望了金属烯碳纳米囊在疾病诊疗的前景和潜力。

光散射光谱(Light Scattering Spectroscopy, LSS)是一种可以实时、无创地对细胞核以及细胞器结构进行探测的光谱技术，并且能够在细胞和亚细胞尺度上获得生物组织的结构特征。LSS将微小粒子的光散射特性与它们的大小、折射率和形状联系了起来。生物组织具有结构特异性，当被光照射时会产生不同角度和偏振特性的散射光，因此可以获得有关组织宏观和微观的结构信息。这项技术在相关领域得到了深入的研究，并被扩展到癌细胞的检测。本文首先对LSS技术的基本原理进行了介绍，然后详细阐述了该技术在早期癌症诊断中的研究和应用，最后，我们总结了LSS技术的优势并对其未来的发展进行了展望。

氨是为数不多具有由范德瓦尔斯力形成的分子间氢键的简单氢化物。极端条件光散射谱学在研究氨的压力-温度P-T相边界、测定高压融化曲线以及解析结构的过程中起到了关键重要。本文主要针对目前固态氨在高压光散射谱学方面的研究进展做了综述分析，归纳整理了目前实验上已确认的高压固态氨的拉曼声子谱图及空间结构，结合文献数据首次分析了氨在0 – 200 GPa, 0-3000 K温压范围内较为全面的<P-T相图。该工作对后续开展高压固态氨的相关实验，进一步完善其高温高压相图具有一定的参考价值。

以均匀有序的聚丙烯腈（PAN）纳米柱阵列薄膜为基材，结合水热法以及离子溅射方法制备大面积有序的Fe₂O₃@Ag纳米棒复合结构阵列。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能谱仪、紫外可见光吸收光谱仪、X射线衍射仪以及拉曼光谱仪对复合材料进行表征。以罗丹明6G(R6G)和4-氨基苯硫酚(4-ATP)为探针分子，对结构阵列的表面增强拉曼散射（SERS）性能进行研究。结果表明,制备的结构阵列具有较高的SERS活性和信号均匀性，对R6G和4-ATP可以实现10^-10 M和10^-9 M低浓度探测。以10^-6 M的4-ATP为探针分子，计算得到基底的SERS信号相对标准偏差（RSD）值为7.5%。所制备的复合结构在SERS检测中具有良好的潜力。

拉曼光谱分析技术应用于药品分析领域，传统的拉曼光谱分析方法依赖于人工的专业性和测试条件，耗费大量的时间和人力。针对此问题，本文提出一种将拉曼光谱与深度学习中卷积神经网络（CNN）结合的方法，可以更加高效、便捷地用于药品分析。实验采集了4种药品拉曼光谱，分别使用了非对称最小二乘法（ALS）进行基线校正和S-G平滑滤波以及最大最小标准化对原始拉曼光谱进行预处理。结合了包括将多条狄利克雷分布的光谱混合的方法在内的6种数据增强的方法来生成新的拉曼光谱以扩充数据，数据增强方法提高了模型的拟合能力和表达能力。使用主成分分析（PCA）方法对测得的原始拉曼光谱进行降维，将光谱数据作为输入，搭建一维卷积神经网络模型预测药品类别，实现药品分类，为药品分析提供了智能方法。

缝隙增强拉曼探针（Gap-enhanced Raman tags，GERTs）是一种基于表面增强拉曼散射（Surface-enhanced Raman spectroscopy，SERS）技术的新型核壳纳米光学探针。SERS是一种非常敏感的光谱技术，用于检测分子的振动和转动信息。在SERS中，当分子与金属纳米结构（如金、银纳米颗粒）接触时，会产生强烈的拉曼散射信号增强效应，可以使分子的拉曼散射信号增加10个数量级以上。GERTs探针通过将拉曼报告分子包埋在颗粒内部缝隙中，获得超高的检测灵敏度，可达到单颗粒检测水平，同时，其具有分子特征光谱、特异性高，因此被广泛应用于各个领域。本文介绍了GERTs的制备和光学属性，以实现满足于实际应用的高拉曼性能的GERTs探针。同时，我们对GERTs首次作为物理不可克隆标签的应用，以及其在生物医学成像和综合诊疗方面的最新进展进行了全面综述。最后，我们对GERTs在真实应用场景中所面临的挑战进行了全面评估，为推动GERTs技术的临床转化提供了重要的参考依据。展望未来，随着进一步的研究和发展，新型、稳定且高亮度的GERTs探针定将成为一项关键的分析工具，为实际应用和科学研究提供更为丰富的可能性。

本文以纳米金为模板，通过替代化学反应，合成 Au@AgNPs 核壳纳米粒子，将其负载在聚(苯乙烯-丁二烯) (SB)电纺纤维膜上，制得表面增强拉曼散射(SERS) 柔性基底Au@AgNPs/SB。利用紫外-可见光谱 (UV-vis)、透射电子显微镜 (TEM)、扫描电子显微镜 (SEM)和拉曼光谱表征了基底的形貌结构和光谱性能。以罗丹明6G为拉曼分子探针，将Au@AgNPs/SB基底经常温-升温过程处理后进行光谱实验，结果表明该基底有热耐受性好，能用于较高温度下前处理样品，有利于提高检测的灵敏度。以农药福美双作为研究对象，通过对其进行加热实验，SERS检测限可低至3.65×10-9mol/L。

电化学能源技术可以在几乎不产生污染物的情况下将化学能高效转化为电能，是人们当今重点发展的能源技术。这项技术的发展非常依赖合适催化剂的开发。然而对电化学中固液界面反应机理的研究却因为反应复杂，中间产物种类多、含量少、寿命短等而困难重重，限制了能源反应催化剂的进一步开发。表面增强拉曼光谱作为一种指纹识别光谱，能够提供具有极高表面检测灵敏度的拉曼散射信号，从而较好地提供电极表界面分子的结构信息。本文主要介绍表面增强拉曼光谱在燃料电池与锂电池反应机理研究上的应用。首先，本文将会介绍表面增强拉曼光谱通过测定燃料电池半反应氧还原、氢氧化反应的中间物种对反应机理进行研究，其次将会介绍表面增强拉曼光谱通过类似的策略研究锂电池电极反应机理及固液界面动态过程，最后将会总结表面增强拉曼光谱目前在电催化反应应用中的不足之处并对未来作出展望。

表面增强拉曼散射光谱（SERS）是一种能够提供分子指纹信息的振动光谱技术，具有单分子级的检测灵敏度、尖化的谱峰，以其无需标定、非破坏性、多个组分同时检测等优势，广泛应用于表面科学、材料科学、生物医学、药物分析、食品安全、环境检测等诸多领域。随着1997年单分子SERS现象的发现，表面等离激元效应受到了广泛的关注，科研人员集中研究了光与纳米结构相互作用所产生的表面等离激元现象这一基本科学问题，并对各种纳米结构进行了精准调控，促进了纳米技术的蓬勃发展。然而，过去几十年的研究表明：仅仅依靠电磁场增强机制及纳米结构构筑，难以实现高灵敏的单分子SERS检测。因此，针对不同分子与纳米结构表面相互作用规律、分子在热点处吸附-解吸附行为、及复杂基质与待测分子的相互作用机制等一系列基本科学问题仍需要进行深入研究。本文系统的介绍了当前SERS检测的技术瓶颈，包括灵敏度的提高、弱吸附物质的检测和复杂基质的影响等，重点关注浓缩富集和分子定位手段及其应用。详细介绍了构建多功能SERS基底时所使用的物理、化学和吸附剂策略，并分析了该领域目前所面临的挑战。同时提出新的研究方向，以实现对于实际应用非常重要的高效SERS基底设计思路。

表面增强拉曼散射(SERS)技术是一种在单分子水平上通过收集分子光谱信号来识别分子物种的强有力的工具，现已被广泛用于医学诊断、食品安全、生物分析等领域。本文综述了SERS技术在常见细菌及病原体的研究进展，阐述了通过设计和调控纳米结构的形貌、种类（贵金属和半导体衬底）、掺杂元素、氢化时间和物理条件（温度、pH）等使其具有优异的灵敏度，从而扩大SERS技术的应用。同时讨论了SERS技术与现在热门的微流控技术、CRISRP技术的联用，以及在单分子检测上的优缺点。最后，展望了SERS生物传感器技术的发展前景。

液体活检作为新兴的癌症无损检测技术，具有最小侵入性和可重复采样的优势，可以实时监测肿瘤的发生和复发，并评估预后和治疗反应。近年来，基于生物流体的表面增强拉曼光谱（Surface-enhanced Raman scattering, SERS）检测技术因其快速、廉价、高检测灵敏度和特异性等特点，表现出巨大的临床诊断应用潜力。本文首先简要介绍了SERS光谱技术的机理与优势，综述了采用非标记与标签SERS技术在体液诊断分析的应用进展，其中包括本课题组针对血液、尿液、唾液开展的最新相关研究工作，最后分析讨论SERS 光谱技术在液体活检领域的发展前景。

近年来，运用表面增强拉曼光谱（SERS）技术对生物样本检测的研究发展十分火热，尤其是结合机器学习方法的SERS技术在临床样本诊断方面的运用日趋成熟。机器学习方法是基于无监督和有监督的算法，可以解决复杂的样本和大量、高维的数据信息，在生物分析领域受到高度关注。本文介绍了SERS技术结合机器学习方法的相关应用，尤其是在生物医学领域。SERS既可以使用免标记的策略检测生物样本的指纹信息，又可以使用标记方法跟踪蛋白质等生物标志物实现间接检测。本文总结了SERS技术结合机器学习方法用于血液、尿液、组织等临床样本进行疾病诊断的最新进展。此外，本文还汇总了细胞样本及其他复杂样本SERS分析中机器学习方法运用的实例。该文综述了这一领域的最新进展，为从事SERS生物分析领域的研究人员提供可借鉴的方案。

偏振拉曼光谱能有效分析蜘蛛丝的蛋白质结构特征，早期的研究对象多为人工抽取的络新妇属蜘蛛的曳丝，而同为大壶状腺丝的骨架丝及其他科属的蛛丝却很少被研究报道。为探讨自然状态下蛛丝蛋白二级结构与力学性能之间的关系，使用偏振拉曼光谱对艾蛛属的黑腹艾蛛、希蛛属的翘腹希蛛的骨架丝进行研究。结果表明，这两种丝有着相似的氨基酸序列和结构，且β-折叠平行于丝的轴线，但翘腹希蛛丝其余大部分的二级结构却垂直于丝的轴线，这一特殊结构也导致翘腹希蛛丝的断裂伸长率（42.18±11.84%）高于黑腹艾蛛丝（23.85±5.18%）。同时，从不同峰强比、方向不敏感光谱得出，翘腹希蛛丝β-折叠结构的取向度比黑腹艾蛛丝的高，但相近的β-折叠结构、络氨酸氢键含量导致两丝的断裂强度变化差异不显著。蛛丝拉曼光谱的重现性较好，可用于研究更多种类的蛛丝，为开发利用蛛丝提供依据。

目前,市场上90%～98%的天然无色钻石通常为Ia型（包括IaA、IaAB、IaB型）,无色合成钻石主要为II型（包括IIa型、IIb型）。通过紫外荧光灯、宝石显微镜、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外-可见-近红外（UV-Vis-NIR）吸收光谱结合显微共焦激光拉曼光谱对天然钻石、高温高压（HTHP）法合成钻石和化学气相沉淀(CVD)法合成钻石进行光谱学特征研究，并对拉曼光谱1335cm^-1谱峰进行洛伦兹拟合，得到半高全宽值，对半高全宽值进行单因素方差分析。结果表明：天然钻石长波荧光强于短波，合成钻石的短波荧光强于长波；天然钻石内部可见云状物、浅色晶体包体、深色包体，HTHP合成钻石内部可见Fe、Ni金属触媒包体，CVD合成钻石内部可见点状包体，HTHP样品具有磁性；红外吸收光谱显示，天然钻石在1179cm^-1、1282cm^-1、1365cm^-1处有明显吸收峰，属于IaAB型；合成钻石在1332-1100cm^-1无明显氮相关吸收，属于II型；UV-Vis-NIR光谱显示，天然钻石存在415nm（N3）吸收峰，而合成钻石无此吸收峰；天然钻石和合成钻石的拉曼位移一致，半高全宽存在显著差异，天然钻石的半高全宽均在6.0 cm^-1以上，合成钻石的半高全宽值均在6.0 cm^-1以下，可为鉴别天然钻石和合成钻石提供理论依据。

光散射中的anapole态是纳米光子学领域的一种独特的光学现象，可以用Mie理论以及多极展开理论进行分析。对于最常见的一阶电anapole态，其可以看做是由笛卡尔坐标系下电偶极矩和环偶极矩的干涉相消产生，具有典型的远场散射抑制和近场增强性能。本文首先对anapole态的基本概念和理论进行阐述，其次对激发anapole态的微纳结构进行总结，最后结合anapole态独特的光学特性，对其在近场增强、非线性光学、激光等方面潜在的光子学应用和最新研究进展进行了讨论和展望。

奉国寺大雄殿内壁画精美独特，有着极高的历史研究价值和艺术研究价值，但在历经风霜后壁画出现了多种不同程度的病害。附着物覆盖即为其中的一类典型病害，通过壁画表面四类附着物的现状调查发现各类附着物在壁画表面分布位置存在差异。采用X射线衍射及红外光谱分析判断四类附着物分别为碳酸钙、不饱和聚酯漆、纸类纤维、聚乙烯醇缩丁醛与聚醋酸乙烯酯。经过环境监测和相关历史资料整理综合推断产生原因应当主要同历史修缮密切相关。研究旨在通过病害调查、成分分析和成因分析系统揭示奉国寺壁画表面附着物覆盖的特征，为壁画表面附着物覆盖的清理与壁画的修复保护提供一定的理论依据。

近年来，随着纳米技术的快速发展，表面增强拉曼散射（SERS）技术已广泛应用于物理化学、材料科学、表面科学以及生物科学等领域。基于氧化锌/金属复合SERS基底，因其具有高拉曼增强性能及优异的循环利用性能，正逐渐成为SERS技术的研究热点之一。本文综述了氧化锌复合SERS基底的机制、制备、调控和应用的研究进展，并在基础上分析了相关研究趋势，从而为高性能可循环利用SERS基底的开发与增强机制的研究提供重要参考。

酒精中低浓度甲醇和乙醇的精准检测是十分重要的。低频拉曼散射是研究液相分子间动力学相互作用最有效的方法之一。本文首次采用新型超低频拉曼光谱，对不同浓度的乙醇以及乙醇-甲醇混合液进行研究。实验发现，不同浓度下乙醇溶液在78cm^-1和170cm^-1存在两个特征峰，不同浓度下乙醇-甲醇混合液在85cm^-1和178cm^-1存在两个特征峰。其中，78cm^-1特征峰是由于OH-O伸缩振动引起的，178cm^-1特征峰是由于OH-O面内弯曲振动引起的，85cm^-1和170cm^-1两个峰是由C-OH的伸缩振动引起的。同时，我们发现了以上超低频特征峰频率与乙醇以及乙醇-甲醇混合液浓度的依赖关系，能够为较低浓度的乙醇和甲醇溶液精确指认提供新的可借鉴的实验思路和依据。

开发具有优异性能的可充电二次化学电池材料是解决当今社会所面临能源危机问题的有效途径之一。钠离子电池因为具有原材料储量丰富和价格低廉的优势而被视为替代锂离子电池的最优候选材料。最近的研究表明，二维单层电子化合物Ca2N是良好的钠离子电池负极候选材料。然而，当前研究多集中于块体Ca2N的物性，二维单层Ca2N基本物性的研究还比较缺乏。鉴于此，本工作基于第一性原理计算方法详细研究了单层Ca2N的晶格振动特性，确定了其光学振动模式的频率值、简并度和对称性，并通过声子态密度展示了不同类型原子在不同频率范围的贡献大小。最后，还基于声子谱计算了该材料的声子振动自由能、熵和等体积摩尔热容量等基本热力学性质，并与单晶Ca2N进行了对比分析。本工作对于实验研究者设计具有优异性能的类似结构金属离子电池负极材料具有一定参考价值和理论指导意义。

本文制备得到一种由金银合金纳米颗粒修饰的疏水性纸基表面等离激元增强拉曼光谱衬底，兼具高密度的纳米颗粒分布和高分子检测灵敏度，在痕量检测领域具有一定的研究意义。实验上将不同合金比的金银合金纳米颗粒组装到经过疏水处理的滤纸基底上，以改善衬底的表面等离激元特性。并通过调控沉积循环次数，制备得 到高密度纳米颗粒沉积的疏水纸基衬底。光谱表征结果表明，所制备衬底能够实现罗丹明6G和结晶紫探针分子的检测极限分别为10-10 M以及10-8 M；衬底对福美双分子的检测极限可达10-7 M。

表面增强拉曼光谱（Surface enhanced Raman spectroscopy, SERS）由于其高灵敏度，高选择性获得了广泛的关注。目前可作为SERS基底的材料主要为贵金属纳米材料。贵金属纳米材料的表面等离子共振频率一般在可见光区范围，具有较高的SERS增强因子，但贵金属材料存在的一些问题限制其应用。人们希望设计并合成出适用于多种检测分子的更多样化的SERS基底，同时期望与金属类似地，通过材料自身就能实现较高的增强效应。而对于大多数半导体材料而言，由于很难在拉曼激发光波长范围内（可见区）获得表面等离激元共振（Surface plasmon resonance , SPR）诱导的增强效应，需要通过调控SPR来实现其SERS应用。基于半导体本身的物理增强研究，尤其是SPR效应的协同增强机理方向获得了越来越多的关注。本文将重点总结各类半导体SPR调控手段，以及近些年基于半导体SPR的SERS应用。

蓝宝石作为珍贵的彩色宝石深受人们喜爱，随着宝石合成技术的不断发展，市面上已有许多种合成方法制成的合成蓝宝石，常规的宝石学鉴定不能简单准确的区分天然蓝宝石与不同合成方法的合成蓝宝石。论文利用紫外-可见-近红外光谱仪对蓝宝石进行光谱分析，发现天然蓝宝石具有387nm、452 nm、566nm吸收峰，而提拉法、焰熔法和泡生法合成蓝宝石则无这些吸收峰；提拉法和焰熔法合成蓝宝石都具有600nm附近的吸收带；泡生法合成蓝宝石存在660 nm附近的吸收峰，其他三种蓝宝石无此吸收峰。通过拉曼光谱特征峰拟合分析与SPSS单因素方差分析，发现天然蓝宝石和不同方法合成蓝宝石的半高宽值存在显著差异，天然蓝宝石的半高宽值大于10.0 cm^-1，三种合成蓝宝石的半高宽值小于10.0  cm^-1；泡生法合成蓝宝石半高宽集中在8 cm^-1附近，而焰熔法合成蓝宝石的半高宽普遍在

8 cm^-1~10 cm^-11范围内, 提拉法合成蓝宝石半高宽则分布在6 cm^-1~8 cm^-1范围内。对比研究紫外-可见-近红外光谱与拉曼光谱的显著谱图特征差异，可简单、有效、无损的区分鉴定天然红蓝宝石与不同合成方法合成的蓝宝石。

表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS)是一种高灵敏度和高选择性的分析方法，能够在复杂样品环境中对目标物进行定性甚至定量分析，近年来在细菌检测领域得到了广泛的应用。SERS方法通过表面增强效应和拉曼散射效应的协同作用，能够实现对微量细菌的检测，并且具有快速、高灵敏、无损伤等优点。本文介绍了SERS方法的基本原理和在细菌检测领域的应用。综述了SERS方法在细菌检测中的两种策略，包括标记法(label-based)和无标记法(label-free)的最新研究进展。最后，本文评估了SERS方法在细菌检测领域存在的挑战和应用的前景，为进一步推动SERS方法在细菌检测领域的应用提供参考。

本文以表面超疏水性的紫竹梅叶片为基质，用疏水浓缩效应制备了银纳米粒子基底。所制备的基底同样具有超疏水性。对探针分子R6G进行了表面增强拉曼散射光谱检测，当R6G的浓度稀释到 5×10^-11mol/L时都有很明显的特征峰，说明该基底具有很好地增强效果。另外对紫竹梅叶片的正反表面制备的基底的增强效果进行了研究，发现其增强程度差别不大，于是采用正面来制备基底进行进一步实验研究。利用所制备的基底对福美双残留进行检测，发现其检测限度可达5×10^-8mol/L。低于国标福美双0.1mg/kg(对应摩尔浓度为4.16×10^-7mol/L)的最大残留限量，可作为福美双农药残留一种快速地检测方式。该基底制备简单，在普通实验室就能完成，有望作为农药残留一种快速有效地检测方法。

Na_0.5K_0.5NbO₃是一种不含铅的新型压电材料。理解该物质在高压下的晶体结构变化，有助于深入认识并提高其材料的稳定性及压电性能。然而目前关于该物质在高压下的相结构演化过程还缺少实验研究。本工作采用基于金刚石对顶砧（DAC）的高压拉曼光谱技术，研究了Na_0.5K_0.5NbO₃的高压拉曼光谱特性与压致相变行为。研究发现Na_0.5K_0.5NbO₃在高压环境下由于NbO₆八面体的振动模式发生改变，会依次发生正交相到四方相和四方相到立方相的可逆相变过程，其相变压力分别为4.0 - 5.5 GPa和5.5 - 6.4 GPa。

场效应晶体管（FET）由于其响应快、灵敏度高、成本低等优点而受到广泛关注。在本文中我们制备了一种基于MoS2纳米片的高灵敏度FET生物传感器，并探讨了其在牛血清白蛋白（BSA）检测中的应用。BSA与MoS2通过疏水相互作用直接结合。该器件对BSA的检测极限为5 nM，并且对5 nM至5 μM范围内的BSA溶液均有较大的电流响应。通过对器件转移特性曲线和MoS2拉曼光谱的分析，我们将源漏电流（Ids）的增加归因于BSA对MoS2的n型掺杂。此外，MoS2 FETs可以扩展为一个通用的生物传感器平台，用于各种生物分子的灵敏检测，并有望应用于高度集成和多路复用的FET传感器结构。

为了探究激光的束腰半径b0对高能电子与激光脉冲对撞辐射特性的影响，以Lorentz方程以及电子辐射方程为基础建立了紧聚焦圆偏振激光与单电子对撞模型。使用MATLAB进行数值计算，获得了笛卡尔坐标系中电子的运动轨迹，基于模拟计算的结果深入研究了紧聚焦圆偏振激光脉冲的束腰半径与电子间的辐射功率峰值之间的关系。结果表明：当束腰半径较小时，峰值辐射功率随着束腰半径的增大而增加，在b0=1.7λ0处达到最大峰值辐射功率，接着束腰半径的增大反而会引起峰值辐射功率的缓慢降低。此外，寻找到了一个最佳的观测θ角区间[144°，151.5°]，在这一观测范围内能观测到较高的辐射功率，且电子与圆偏振激光脉冲的对撞能产生超短阿秒脉冲。

本工作获得了低温下锇酸钾K2OsO2(OH)4的拉曼光谱，并对其声子行为进行了研究。在低温下，K2OsO2(OH)4的拉曼光谱信噪比和展宽都得到改善，由晶胞收缩引起的晶体场扰动使位于高波段的ν1模分裂为ν_1^' 和 ν_1^''两个振动模；而晶体中氢键体系取向的重定向行为使ν2模在低温下发生了不连续变化。

有机磷农药的P=O、P=S基团具有极高拉曼活性，故利用拉曼光谱检测有机磷农药残留是一种十分高效且无损的手段。然而，当前常用的表面增强拉曼光谱因缺乏标准化基底和预处理技术，使其难以应用于高精度定量农药残留检测。新型超低频拉曼光谱能够有效探测对浓度更为敏感的低频拉曼峰（0-500cm^-1）。因此，本文研究了两种具有代表性的有机磷类农药毒死蜱和敌百虫在不同浓度下的低频拉曼峰频率与强度变化，并对每一低频振动模进行精准指认。此外，我们通过建立两类农药浓度与振动频率和强度的依赖关系，可实现对浓度的指认。超低频拉曼技术在毒死蜱和敌百虫检测中可测得的最低限分别为0.012 mg/kg和0.25 mg/kg，能够基本满足国标要求，为食品农药检测提供了一种初步的、新的实验思路。

本文以二水合钨酸钠为主要原料，通过水热方法将单斜相氧化钨原位生长在六方相氧化钨表面，从而构建了单斜相/六方相“异相结”氧化钨光催化剂(m/h-WO3)。XRD、Raman和SEM的结果表明，通过控制反应溶液的浓度，可以实现m/h-WO3“异相结”中单斜相/六方相的组成调控。可见光下降解罗丹明B的实验结果表明，相较于单斜相和六方相WO3，m/h-WO3具有更高的光催化活性，而且m/h-WO3中六方相和单斜相的组成是影响光催化性能的主要因素之一，5% m/h-WO3展现了显著的光催化降解能力，降解速率分别为六方相和单斜相WO3的7.6倍和5.0倍。SPV表征结果表明，m/h-WO3“异相结”，特别是具有合适晶相组成的m/h-WO3可以显著提高光生电子和光生空穴的分离效率，从而提高光催化性能。

光散射法是区分正常和病变血红细胞的有效方法，然而当前缺少对于病变血红细胞建模和光散射特性的研究。本文以反常衍射近似理论为基础构建了正常双凹圆饼形血红细胞以及病变椭圆形、镰刀型和聚集血红细胞的光散射模型，确定了该理论应用于血红细胞时的适用角度范围，应用数值仿真探究了异常形态、异常尺寸和异常聚集血红细胞与正常血红细胞的光散射空间分布的差异。仿真结果表明，不同半径和形态血红细胞的散射光强曲线的极值个数和对应角度均有有较大差异，而聚集血红细胞散射曲线的极小值对应的角度基本一致，极小值大小有22%以上的差距。这一结论对于使用光散射法检测和区分正常和病变血红细胞以及建立血红细胞形貌特征反演算法有重要意义。

等离激元是一种存在于电介质和导体界面的电子集体振荡的电磁模式，产生该电磁模式的载体被称之为等离激元材料。通过对等离激元材料的合理设计与构建，可以在纳米尺度实现对光的精确操控，从而获得具有独特光学性质的等离激元材料。在众多的等离激元材料合成策略中，聚苯乙烯微球模板法因其普适、简单、高效、精密等优点被应用于周期性等离激元材料制备。目前，基于该方法已经在二维和三维尺度内实现了几十纳米到几微米范围内高性能周期性等离激元材料的精细化可控制备。周期性表面等离激元材料作为一种兼具高重现性和高增强活性基底，在表面增强拉曼领域获得了广泛的应用。在本综述中，首先简要概述了聚苯乙烯微球的可控自组装和多策略的模板改性方法，然后详细的阐述了极具代表性周期性等离激元材料设计合成工艺以及性能优化策略，最后探讨了周期性等离激元材料在表面增强拉曼领域的前沿热点应用和发展近况。

本文采用阳极氧化铝模板辅助真空蒸镀技术研究并制备了厘米级、形貌均一、颗粒尺寸可控的银纳米颗粒（AgNPs）阵列，并结合传统的湿法转移技术获得了单层MoS2/AgNPs阵列复合结构。系统研究了该复合结构的表面增强荧光（SEF）特性，结果表明我们制备的AgNPs阵列可用作高效SEF基底来增强单层MoS2的荧光性能。且随着温度降低，单层MoS2的荧光性能得到了进一步提升。本研究为MoS2在光电集成领域的应用提供了理论和技术基础。

光纤具有体积小、灵活性高、无电磁干扰、重量轻、适用于信号远程传输等优势，可以与SERS(Surface-enhanced Raman scattering)技术相结合，制备成光纤SERS传感器，广泛应用于无标签的化学、生物传感等领域。光纤SERS传感器具有传统SERS技术的优点，且兼具多路复用能力和特殊环境下的连续动态监测能力。本文主要综述了光纤SERS传感器结构及其典型应用。首先，探究了光纤SERS传感器的发展及其必要性；其次，介绍了目前常见的光纤SERS传感器及其制备方法；最后，简要介绍了光纤SERS传感器在典型领域的应用及未来展望。

低品质橄榄油冒充或掺假特级初榨橄榄油的行为屡见不鲜，为实现特级初榨橄榄油掺假的快速鉴定，本文提出一种便携式拉曼光谱结合人工神经网络算法的特级初榨橄榄油掺伪鉴定方法。首先，将低品质的橄榄油和特级初榨橄榄油按不同体积比混合并静止24小时。然后，利用便携式拉曼光谱仪检测不同掺伪浓度混合油样的拉曼光谱，并基于反向传播神经网络算法构建定量分析模型。最后，利用密度泛函理论的B3LYP/6-31+G（d, p）基组对特级初榨橄榄油的主要分子进行拉曼光谱的理论计算，从机理出发讨论特级初榨橄榄油掺伪定量分析的依据。实验结果表明反向传播神经网络结合拉曼光谱技术可以实现低品质橄榄油掺假特级初榨橄榄油的定量分析，定量分析模型的决定系数达0.996，均方根误差优于0.017。因此，反向传播神经网络结合拉曼光谱技术能够实现对特级初榨橄榄油掺假的有效分析，为保障国内橄榄油市场的稳定和保护消费者的合法权利提供了一种可靠的技术参考。