目前，可以采用多種方法來制備半導(dǎo)體以及金屬中空納米球結(jié)構(gòu)，并且納米小球的半徑和球殼的厚度也可以精確控制。

　　近年來，這種結(jié)構(gòu)被廣泛地應(yīng)用于太赫茲等離激元器件中。因此，對于這種新型納米材料的電子子能帶結(jié)構(gòu)以及電子集體激發(fā)過程的研究就顯得尤為重要。

　　在本文中，理論研究了中空金納米小球的電子子能帶結(jié)構(gòu)以及等離激元和表面等離激元模式。利用硬殼球近似的方法，通過求解薛定諤方程得到了樣品的本征值以及本征函數(shù)。發(fā)現(xiàn)，當(dāng)納米小球的外半徑r2﹥100 nm 時，不同的“l”態(tài)是接近簡并的。此時，能量譜主要由量子數(shù)“n”來決定。此外，電子子帶能量主要依賴于小球殼層的厚度而外半徑大小的影響較小。利用無歸相近似(RPA)近似方法，計算了納米小球結(jié)構(gòu)的等離激元以及表面等離激元模式。

　　發(fā)現(xiàn)，等離激元以及表面等離激元的激發(fā)都可以通過帶間電子躍遷通道來實現(xiàn)。等離激元以及表面等離激元振蕩都表現(xiàn)為兩種分支同時具有以下特征：

　　(1)等離激元高頻分支的頻率比表面等離激元模式頻率稍高;

　　(2)這些模式的振蕩頻率都在太赫茲波段;

　　(3)振蕩頻率和納米小球的大小以及球殼的厚度密切相關(guān)。

　　研究結(jié)果表明，中空金納米小球結(jié)構(gòu)作為一種太赫茲等離激元材料可以被應(yīng)用到頻率可調(diào)的太赫茲光電器件中。