等離激元學(xué)(Surface Plasmonics)是納米光子學(xué)非常重要的組成部分,也是目前極其具有發(fā)展前景領(lǐng)域之一。等離激元學(xué)覆蓋眾多的學(xué)科:化學(xué)、物理、生物等。等離激元器件具有傳統(tǒng)材料器件所沒有的優(yōu)良特性:增強(qiáng)吸收、電磁誘導(dǎo)透明、電場局域增強(qiáng)等特性。運(yùn)用等離激元的優(yōu)良特性可以增強(qiáng)電子器件的功能。本文采用時(shí)域有限差分法(Finite-difference time-domain method,FDTD)研究了改進(jìn)的微納金屬薄膜吸收體。通過改變結(jié)構(gòu)的參數(shù),光源的偏振方向,計(jì)算了吸收體的光學(xué)響應(yīng)和電場強(qiáng)度分布,并探索了其吸收傳感的物理機(jī)理。其文章內(nèi)容主要具體包括以下幾個(gè)方面:1.介紹了表面等離激元的物理機(jī)理和特性(激發(fā)方式、色散關(guān)系和四個(gè)特征長度),相關(guān)的數(shù)值計(jì)算方法:時(shí)域有限差分法和電磁場有限元法。2.設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)型的金屬-絕緣體-金屬完美吸收體,其結(jié)構(gòu)包含兩層周期橢圓型的納米盤堆疊和一層亞波長尺寸的金膜,在垂直光照射時(shí),會(huì)產(chǎn)生完美吸收現(xiàn)象。理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)多頻帶完美吸收可歸于等離子體腔模與偶極等離子體共振。因?yàn)闄E圓結(jié)構(gòu)的空間結(jié)構(gòu)破缺,通過改變激勵(lì)源的偏振方向,近乎完美的吸收態(tài)和近乎完美的...

【文章頁數(shù)】：48 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1三種等離子激元振蕩模式：（a）體等離子振蕩；（b）表面?zhèn)鞑サ入x子振蕩；（c）表面局域等離子振蕩

納薄膜結(jié)構(gòu)研究方興未艾，基于表面等離子體學(xué)的研究取得了巨大的進(jìn)步，表等離激元在傳感應(yīng)用、光伏太陽能應(yīng)用、信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)應(yīng)用等[21]方面有著遠(yuǎn)前景。1.2表面等離激元的基本性質(zhì).2.1表面等離激元概念表面等離激元存在于金屬與介電材料界面處（如金屬/電介質(zhì)，空氣/金屬），入射光....

圖1.2（a）金屬和電介質(zhì)交界處電磁場分布示意圖和沿x方向傳播的表面等離激元，yH為y方向磁場分量，（b）表示電場

金屬微納完美吸收體的偏振特性和傳感應(yīng)用研究1.2.2表面等離激元的色散關(guān)系表面等離激元是由激勵(lì)光源與金屬/電介質(zhì)交界面處的自由電子相互作用，并集體發(fā)生耦合振蕩，表現(xiàn)為沿交界面?zhèn)鞑サv向地衰減且限制在交界面處。xk決定了表面等離激元角頻率和波矢k的色散關(guān)系，為研究此類色....

圖1.3表面等離激元的色散關(guān)系曲線，引自文獻(xiàn)[25]

圖1.3表面等離激元的色散關(guān)系曲線，引自文獻(xiàn)[25]。離激元的激發(fā)方式和傳播形式應(yīng)用SPP，我們需要有效激發(fā)SPP，由表面等離激元量與入射光的動(dòng)量不匹配，沿任意方向傳播的入射光合激發(fā)SPP。我們需要借助外結(jié)構(gòu)來引入波矢相匹配模式。目前常見的波矢匹配方法如下：衰減全反射....

圖1.4幾種激發(fā)SPP結(jié)構(gòu)

圖1.3表面等離激元的色散關(guān)系曲線，引自文獻(xiàn)[25]。等離激元的激發(fā)方式和傳播形式和應(yīng)用SPP，我們需要有效激發(fā)SPP，由表面等離激元的量與入射光的動(dòng)量不匹配，沿任意方向傳播的入射光和耦合激發(fā)SPP。我們需要借助外結(jié)構(gòu)來引入波矢相匹配P模式。目前常見的波矢匹配方法如下....

本文編號(hào)：3977204