金納米多聚體表面等離激元光學(xué)捕獲.pdf

1、金屬納米結(jié)構(gòu)的表面等離激元（Surface Plasmon Polaritons，SPPs）是電子的集體激發(fā)，類似于波的振蕩行為。利用其在金屬表面產(chǎn)生局域電磁場(chǎng)增強(qiáng)和突破衍射極限的性質(zhì)可將其應(yīng)用到光學(xué)捕獲上，可稱為表面等離子體光學(xué)捕獲?；诰钟虮砻娴入x激元的光學(xué)捕獲大大促進(jìn)了光學(xué)捕獲的發(fā)展，使光學(xué)捕獲從微米尺度跨越到了納米尺度。金屬納米結(jié)構(gòu)的局域表面等離激元電磁場(chǎng)增強(qiáng)在極大程度上依賴于金屬的納米結(jié)構(gòu)和入射光波，進(jìn)一步影響其在光學(xué)捕獲上的

2、應(yīng)用。
　　本文主要研究了不同的金屬納米結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不同的表面等離激元局域電磁場(chǎng)增強(qiáng)，以及不同的金屬納米結(jié)構(gòu)對(duì)光學(xué)捕獲的影響，金屬納米結(jié)構(gòu)主要包括金四邊形四聚體、金五邊形四聚體、金六邊形四聚體以及金三角形四聚體和金三角風(fēng)車結(jié)構(gòu)。同時(shí)還進(jìn)一步研究了不同的入射光波長(zhǎng)和不同的偏振光對(duì)表面等離基元局域電磁場(chǎng)增強(qiáng)的和光學(xué)捕獲的影響。本文中采用的主要研究方式為有限時(shí)域差分的方法（finite-difference time-domain(FDT

3、D) method），通過(guò)數(shù)值模擬準(zhǔn)確計(jì)算金屬表面及四周空間的電磁場(chǎng)分布、透射譜、反射譜、吸收譜等，通過(guò)進(jìn)一步數(shù)據(jù)分析即可得到與光學(xué)捕獲相關(guān)的光力光勢(shì)等結(jié)果。通過(guò)數(shù)值模擬得到的金屬表面電磁場(chǎng)分布和相應(yīng)的光力顯示金屬納米多聚體的邊數(shù)對(duì)微小介質(zhì)球的捕獲效率有著明顯的影響，其中四邊形四聚體的局域表面等離基元共振增強(qiáng)最為明顯，對(duì)微小介質(zhì)球的捕獲能力相對(duì)于五邊形四聚體和六邊形四聚體更強(qiáng)。介質(zhì)球的直徑大小也影響著其在不同的金屬納米結(jié)構(gòu)中被捕獲的情況