隨著微加工技術的發(fā)展,光學超材料已經(jīng)成為人們研究的熱點領域。金屬-介質是超材料的重要組成單元,在金屬-介質型超表面中,由于光子和電子在金屬-介質界面上的完美結合,激發(fā)了表面等離子體激元。在金屬-介質-金屬結構中,上下金屬-介質界面處產(chǎn)生反向平行的表面等離子體激元波形成電流環(huán),產(chǎn)生了磁偶極子共振。它可以使電磁場強局域在很小的體積內(nèi),增強了光與物質的相互作用。民以食為天,名目繁多的有機磷農(nóng)藥或重金屬的使用已經(jīng)給人類的生命健康造成了極大的威脅。運用金屬-介質結構材料進行生物探測能夠克服傳統(tǒng)手段存在的操作復雜、檢測成高、不能實時檢測等問題。本文通過仿真和實驗對可見光-紅外波段金屬-介質-金屬超表面進行研究,并初步應用于有機磷農(nóng)藥敵百蟲和重金屬Hg²⁺的檢測中。論文主要分為以下幾部分:1.在可見光波段,利用上海光源軟X射線干涉光刻輔助其他微加工工藝制備了Au/SiO₂/Au周期性納米顆粒陣列結構。通過實驗測試和仿真分析發(fā)現(xiàn),該陣列結構的吸收峰呈現(xiàn)法布里-珀羅腔模式以及由電模式和磁模式相耦合形成的Fano共振。2.在結構設計的基礎上,在紅外波段,通過無掩...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 超材料與超表面
    1.2 金屬-介質-金屬磁超表面
        1.2.1 金屬-介質磁超表面的概述
        1.2.2 金屬-介質磁超表面中的表面等離激元現(xiàn)象
        1.2.3 金屬-介質-金屬磁超表面中的本征模
    1.3 基于表面等離子體激元和折射率變化的生物檢測技術
    1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.5 本文研究內(nèi)容
第二章 仿真和實驗設備
    2.1 仿真軟件
    2.2 樣品制備與表征設備
        2.2.1 樣品刻寫設備
        2.2.2 薄膜制備設備
        2.2.3 樣品表征設備
    2.3 本章小結
第三章 金屬-介質-金屬磁超表面
    3.1 可見光波段金屬-介質-金屬超表面的設計研究
        3.1.1 樣品制備
        3.1.2 樣品測試與分析
    3.2 紅外波段金屬-介質-金屬超表面的設計研究
        3.2.1 樣品設計
        3.2.2 樣品制備
        3.2.3 樣品測試與分析
    3.3 本章小結
第四章 金屬-介質結構在農(nóng)藥和重金屬檢測中的應用
    4.1 金屬-介質雙層膜在有機磷農(nóng)藥檢測中的應用
        4.1.1 樣品制備
        4.1.2 測試分析
    4.2 金屬-介質-金屬磁超表面在Hg²⁺檢測中的應用初探
        4.2.1 樣品制備
        4.2.2 測試分析
    4.3 金屬-介質-金屬磁超表面在紅外波段對有機磷農(nóng)藥的檢測初探
    4.4 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 工作總結
    5.2 未來工作展望
參考文獻
在讀期間發(fā)表的學術論文及研究成果
致謝



本文編號：3775043