發(fā)布時間：2025-01-01 00:32

　　在亞波長尺度對光進行調(diào)控,在量子物理,光子學(xué)甚至生物學(xué)等領(lǐng)域都具有重要意義。極化激元是一種有效的手段來實現(xiàn)突破衍射極限的光調(diào)制。極化激元一般是由于自由電子或者晶格中的束縛電子被外界電磁場極化,產(chǎn)生的一種集體震蕩-電磁波。極化激元在增強光學(xué)非線性效應(yīng),傳感,成像以及新型人工超構(gòu)材料的設(shè)計領(lǐng)域都有廣闊的前景。而最近幾年在二維層狀的范德華材料中,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了各種各樣的極化激元,并且這些極化激元因為材料維度的限制表現(xiàn)出更強的場局域特性,同時也展現(xiàn)出眾多和傳統(tǒng)體材料的等離激元材料不一樣的性質(zhì)。二維材料中的極化激元克服了傳統(tǒng)金屬材料中的極高的本征損耗,以及狹窄的工作范圍等局限,其廣泛的動態(tài)可調(diào)性質(zhì)(包括厚度,化學(xué)摻雜,柵壓調(diào)控等)使得二維范德華材料體系更優(yōu)于傳統(tǒng)的極化激元材料。對二維范德華材料中的極化激元的探索需求日益擴大,因此我的研究重點聚焦在以下幾個相關(guān)的工作當(dāng)中。1.等離激元在原子層厚度的石墨烯體系中,表現(xiàn)為光同電子集體振動的相互作用。并且這種對電磁場的束縛能力可以通過對石墨烯進行微納結(jié)構(gòu)的加工來進一步增強。我們通過使用新的生長工藝,制備出天然的納米結(jié)構(gòu)石墨烯的單晶陣列。納米結(jié)構(gòu)的石墨烯可以在...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1(a)金屬和半導(dǎo)體中電子集體振蕩主導(dǎo)的電子等離激元，主要在紫外和可見光

一章：緒論二維范德華材料中的極化激元的相關(guān)jjjpjpii2202221（）Lorentz振蕩是發(fā)生在束縛電子在晶格附近響應(yīng)外界電磁場的振動極化，是電子響應(yīng)外場的諧振行為。而針對諧振的光學(xué)晶格的振蕩的行為被命名為聲化激元（Phononp....

圖1.2(a)通過金屬等離激元可改變光的吸收發(fā)射特性，設(shè)計出的彩色圖案

維范德華材料中的極化激元的相關(guān)研究第一章：緒生出的另一領(lǐng)域-人工超構(gòu)材料如今也是最火熱的研究方向之一10。等離激元意義重大的原因有以下五點：1.在亞波長尺寸突破以衍射極地方式限聚焦光，并調(diào)控光的傳播。（負折1，超透鏡12等）2.改變光與物質(zhì)作用過程中的局部光學(xué)態(tài)密度。（局域....

圖1.3(a)不同孔徑的金屬薄膜呈現(xiàn)出的異常透射行為

二維范德華材料中的極化激元的相關(guān)研究第一章：緒論可以實現(xiàn)更多的功能化調(diào)制，并且可以將損耗降低一個數(shù)量級。然而他們的局限在于工作波長范圍太窄，有效工作的范圍僅僅在可見光和近紅外波段。而在更長波長的中，遠紅外領(lǐng)域，金屬和高摻雜半導(dǎo)體則難以實現(xiàn)等離激元的有效應(yīng)用。

圖1.4(a)通過中紅外波段的近場成像，在實空間中揭示了石墨烯中的等離激元在石墨烯表面的傳播行為，在邊緣和缺陷處被反射形成干涉條紋

二維范德華材料中的極化激元的相關(guān)研究第一章：緒域的電子極化激元共振效應(yīng)極大地增強了表面局域場，增加光學(xué)態(tài)密度，從而有效地改變了石墨烯本征的吸收特性。2011年，F(xiàn)engWang教授團隊通過對石墨的結(jié)構(gòu)加工，設(shè)計了石墨烯極化激元的人工微腔結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了室溫下對太赫茲射吸收特性....

本文編號：4021773