【摘要】：隨著表面等離激元理論研究的深入以及納米加工技術(shù)的進(jìn)步,納米結(jié)構(gòu)器件中的表面等離激元現(xiàn)象得到越來(lái)越多的關(guān)注和研究。通過(guò)器件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),研究者們利用納米顆粒、納米天線、納米光柵等金屬微納結(jié)構(gòu)以及金屬-介質(zhì)的復(fù)合人工超材料在納米尺度實(shí)現(xiàn)了對(duì)電磁波的操控。雙曲超材料,由于其獨(dú)特的雙曲色散特性和特殊的近場(chǎng)電磁波操控特性,在超分辨成像、能量轉(zhuǎn)換、電磁防護(hù)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。本論文以表面等離激元雙曲超材料結(jié)構(gòu)器件為研究對(duì)象,著重對(duì)雙曲超材料的金字塔結(jié)構(gòu)吸收體和雙曲超材料熱電子光電探測(cè)器展開研究。我們首先對(duì)雙通陽(yáng)極氧化鋁模板的模板轉(zhuǎn)移和陣列制備工藝進(jìn)行優(yōu)化,利用高速真空熱蒸鍍銀的方法在ITO玻璃上制備了高度完美有序的大面積無(wú)缺陷銀納米陣列。在此基礎(chǔ)上,利用雙通超薄AAO為掩膜制備雙曲超材料的金字塔結(jié)構(gòu)吸收體,并探究了金屬背反射層以及金屬和介質(zhì)層厚度對(duì)雙曲超材料的金字塔結(jié)構(gòu)吸收體光學(xué)性能的影響。并且與純銀金字塔結(jié)構(gòu)相比,超材料金字塔結(jié)構(gòu)在300-1100 nm寬譜范圍內(nèi)具有很好的減反性能。接著,我們?cè)O(shè)計(jì)出ITO/MoO_3/Ag(8 nm)/Alq_3(5 nm)/Ag(100 nm)結(jié)構(gòu)的雙曲超材料熱電子光電探測(cè)器。通過(guò)研究Ag/Alq_3周期數(shù)對(duì)器件光電性能的影響,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),隨著器件周期數(shù)的增加器件光響應(yīng)增強(qiáng),并且該種器件在半導(dǎo)體不吸光的波段同樣隨著周期數(shù)的增加光響應(yīng)增強(qiáng)。此外,雙曲超材料熱電子光電探測(cè)器可在無(wú)外加電壓條件下工作。最后,總結(jié)全文,并對(duì)雙曲超材料金字塔結(jié)構(gòu)吸收體和雙曲超材料熱電子光電探測(cè)器潛在的應(yīng)用領(lǐng)域以及下一步的研究做出展望
【圖文】：

圖 1-1 (a) 傳導(dǎo)表面等離激元，(b) 局域表面等離激元Fig.1-1 (a) Propagating surface plasmon. (b) Localized surface plasmon.SPPs 的電場(chǎng)分布是高度局域的，，由于金屬的損耗，SPPs 在金屬/介質(zhì)界面上傳播中會(huì)發(fā)生衰減，故而傳播距離有限，最大場(chǎng)強(qiáng)位于界面處，在垂直于界面的方向呈現(xiàn)數(shù)衰減。一般，真空中光波的色散曲線處在 SPPs 左側(cè)。頻率相同時(shí)，光波波矢量小SPPs 波矢量，故不能直接激發(fā) SPP。為了激發(fā) SPP，常利用如圖 1-2 所示的棱鏡耦合(O結(jié)構(gòu)和 Kretschmann 結(jié)構(gòu))、光柵耦合、波導(dǎo)耦合等一些特殊結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)波矢匹配。

圖 1-1 (a) 傳導(dǎo)表面等離激元，(b) 局域表面等離激元Fig.1-1 (a) Propagating surface plasmon. (b) Localized surface plasmon.SPPs 的電場(chǎng)分布是高度局域的，由于金屬的損耗，SPPs 在金屬/介質(zhì)界面上發(fā)生衰減，故而傳播距離有限，最大場(chǎng)強(qiáng)位于界面處，在垂直于界面的方向減。一般，真空中光波的色散曲線處在 SPPs 左側(cè)。頻率相同時(shí)，光波波矢s 波矢量，故不能直接激發(fā) SPP。為了激發(fā) SPP，常利用如圖 1-2 所示的棱鏡耦和 Kretschmann 結(jié)構(gòu))、光柵耦合、波導(dǎo)耦合等一些特殊結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)波矢匹
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN15

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 杜云峰;姜交來(lái);廖俊生;;超材料的應(yīng)用及制備技術(shù)研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2016年09期

2 鄒潤(rùn)秋;秦文靜;張強(qiáng);楊利營(yíng);曹煥奇;印壽根;;銀納米片等離子體效應(yīng)增強(qiáng)有機(jī)太陽(yáng)能電池及其性能優(yōu)化研究[J];發(fā)光學(xué)報(bào);2015年07期

3 陳雪剛;葉瑛;程繼鵬;;電磁波吸收材料的研究進(jìn)展[J];無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào);2011年05期

4 趙靈智;胡社軍;李偉善;何琴玉;陳俊芳;汝強(qiáng);;吸波材料的吸波原理及其研究進(jìn)展[J];現(xiàn)代防御技術(shù);2007年01期

本文編號(hào)：2700472