近年來,隨著納米技術(shù)和表征技術(shù)的迅速發(fā)展,金屬微納結(jié)構(gòu)中的表面等離激元已經(jīng)成為諸多領(lǐng)域的研究熱點。得益于表面等離激元模式激發(fā)時能夠極大地增強金屬微納結(jié)構(gòu)周圍的局域電場強度,金屬微納結(jié)構(gòu)在增強拉曼光譜,超靈敏檢測等領(lǐng)域有著巨大的應用前景。本論文主要圍繞金屬微納結(jié)構(gòu)光學天線中的等離激元效應展開了研究,利用Mie散射理論研究了由不同介電常數(shù)的金屬材料包裹一維介質(zhì)棒形成的多層核殼復合結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)其能支持多重等離激元Fano梳,繼而優(yōu)化設計了介質(zhì)包裹的金屬bowtie結(jié)構(gòu)(由兩個金三角形的結(jié)構(gòu)組成),實現(xiàn)了體系局域電場的進一步增強。論文具體內(nèi)容包括以下幾個方面:1.介紹了金屬微納結(jié)構(gòu)天線中表面等離激元的基本物理意義、特征,介紹了圓柱光散射系統(tǒng)中的Mie散射理論,完成了相應的柱狀多層系統(tǒng)Mie散射計算程序的編程,并對目前金屬微納結(jié)構(gòu)天線對熒光分子激發(fā)和輻射的調(diào)控原理做了回顧和總結(jié)。2.設計了一種由不同介電常數(shù)的多層金屬包裹介質(zhì)納米棒構(gòu)成的復合核殼結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了多重等離激元Fano梳。研究了核殼結(jié)構(gòu)的內(nèi)核介電常數(shù)、結(jié)構(gòu)所在周圍環(huán)境的介電常數(shù)、內(nèi)核的半徑以及橫截面的最外半徑(即外殼層厚度)對Fano梳共振...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２金屬納米顆粒核殼結(jié)構(gòu)，Ｚ軸與納米線中心軸重合，ｘ－＿ｖ平面為納米線的橫截??面

§?１．２．１單層包裹的柱形核殼結(jié)構(gòu)內(nèi)外電磁場的矢量圓柱諧波函數(shù)展??開??金屬納米核殼結(jié)構(gòu)在光以入射角入射時，如圖１－２所示，介質(zhì)核半徑為ｒ，，??外殼半徑為＾對于無限長的圓柱形結(jié)構(gòu)，ｎ和ｒ２與長度之比就要小很多。因此，??這個金屬納米殼結(jié)構(gòu)就可以看做是無限長的圓柱形結(jié)構(gòu)。假設....

圖１－３?（ａ）傾斜入射的無限長圓柱體的結(jié)構(gòu)示意圖

?向的無限圓柱體散射的電磁場的性質(zhì)。??如圖１－３是不同角度下無限長的多層圓柱形核殼結(jié)構(gòu)。（ａ）入射光傾斜入射無??限長圓柱體的散射幾何圖示。ｚ軸與圓柱體的軸線重合；ｘ－ｙ平面是圓柱體的橫截??面；ｘ－ｚ是入射平面；傾斜角度（是在該平面中，入射光與圓柱體軸線（即ｚ軸）的??夾角。....

圖１－４光學天線的幾種代表性結(jié)構(gòu)

光學天線先最大化地增強光子的發(fā)光速率再將其輻射到自由空間中。利用不同結(jié)??構(gòu)的金屬納米顆粒和不同陣列方式進行排列組合，可以構(gòu)成龐大的光學天線結(jié)構(gòu)??庫。這里我們選取幾個具有代表性的結(jié)構(gòu)，如圖１－４所示，按圖上所標的字母順??序依次是（ａ）納米棒［４５］、（ｂ）金三角蝴蝶結(jié)構(gòu)［４６....

圖１－５分子與光學天線的相互作用

光學天線先最大化地增強光子的發(fā)光速率再將其輻射到自由空間中。利用不同結(jié)??構(gòu)的金屬納米顆粒和不同陣列方式進行排列組合，可以構(gòu)成龐大的光學天線結(jié)構(gòu)??庫。這里我們選取幾個具有代表性的結(jié)構(gòu)，如圖１－４所示，按圖上所標的字母順??序依次是（ａ）納米棒［４５］、（ｂ）金三角蝴蝶結(jié)構(gòu)［４６....

本文編號：3922739