本文關(guān)鍵詞：碳化硅表面聲子激元激發(fā)

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【摘要】：等離激元光子學(plasmonics)主要研究的是介觀尺度的金屬結(jié)構(gòu)中的表面等離激元(surface plasmons polariton,SPP)及其光學性質(zhì)。隨著納米科技的進步以及等離激元光子學在生物、化學、能源、信息等領(lǐng)域所表現(xiàn)出來的重要應(yīng)用前景,等離激元光子學迅速發(fā)展成為一門新興學科。與品質(zhì)因子只有1-40的表面等離激元相比,表面聲子激元的品質(zhì)因子超過了等離激元系統(tǒng)的理論極限,達到了40-135。本文首先通過計算模擬研究了一維光柵結(jié)構(gòu)和二維光子晶體結(jié)構(gòu)耦合出表面聲子激元的條件及其影響因素。其次,我們實驗上通過在碳化硅(SiC)表面排列聚苯乙烯小球,在碳化硅的全反射Reststrahlen帶內(nèi)激發(fā)聲子共振,實現(xiàn)表面聲子激元激發(fā)(surface phonon polariton,SPhP)。與傳統(tǒng)的對碳化硅表面進行刻蝕的方法相比,該制備方法不容易破壞碳化硅的表面晶格,激發(fā)的表面聲子激元有較長的壽命,且制備條件相對簡單,容易實現(xiàn)。本文共有五章。在第一章中,介紹了表面等離激元的光學性質(zhì),以及限制表面等離激元器件性能的瓶頸因素。第二章,本文從表面聲子激元的理論推導和計算模擬出發(fā),介紹了激發(fā)碳化硅極性晶體表面聲子激元的方法:類似于表面等離激元的激發(fā)方式,通過在碳化硅表面制作周期性結(jié)構(gòu)來為入射波提供波矢匹配,實現(xiàn)表面聲子激元的激發(fā)。第三章,介紹了PECVD法制備非晶碳化硅。制備非晶碳化硅的主要目的是為了驗證高品質(zhì)的表面聲子激元激發(fā)取決于高質(zhì)量的晶格排列。實驗結(jié)果表明只有低摻雜碳化硅晶體才能激發(fā)出表面聲子激元。與我們預測一致,非晶態(tài)的碳化硅不能激發(fā)表面聲子激元;另外,高摻雜的碳化硅晶體來作為襯底來激發(fā)表面聲子激元,同樣不能激發(fā)出表面聲子激元。第四章,介紹了單分散聚苯乙烯微球、二氧化硅微球的制備,然后通過自組裝方法將聚苯乙烯微球在碳化硅表面排列成二維光子晶體,在不破壞碳化硅晶格的條件下,實現(xiàn)表面聲子激元的激發(fā)。第五章,做出了總結(jié)及其展望,總結(jié)了表面聲子激元激發(fā)方式,面臨的挑戰(zhàn),做出了未來的展望。
【學位授予單位】：上海師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN304.24;O441.4

【參考文獻】

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本文編號：1188432