磁光晶體納米單元陣列材料的物性研究.pdf

1、隨著通信技術(shù)的高速發(fā)展，磁光器件因其具有獨特的光學性質(zhì)而被廣泛應用于信息存儲、醫(yī)療、航天等各個領(lǐng)域。近年來，磁光效應越來越受到研究者的關(guān)注，而磁光效應中的法拉第效應更是研究的熱點。衡量法拉第效應的兩個指標是法拉第偏轉(zhuǎn)角和橢偏率。但是，法拉第效應采用的是透射光，因此，在增強法拉第效應的同時，透射率也同樣被增強才是應用的首選。目前增強法拉第效應的方法主要是利用鐵磁材料結(jié)合貴金屬的局域表面等離激元共振特性和表面等離激元共振特性兩種途徑來達到增

2、強目的。等離激元共振特性的作用主要是調(diào)控電磁場在鐵磁材料體內(nèi)的分布。本文主要研究周期納米孔陣列Au/BIG雙層異質(zhì)膜的法拉第效應，以及Au/Co納米粒子陣列和空殼陣列的磁滯回線和反射光譜性質(zhì)。
　　首先我們利用時域有限差分法(Finite-difference time-domain, FDTD)數(shù)值模擬法分析了周期納米孔陣列的Au/BIG雙層異質(zhì)膜的磁光效應和透射光譜。研究發(fā)現(xiàn)，當入射光為TM模式(transverse magn

3、etic mode)時，樣品透射率可以高達36.9％，法拉第偏轉(zhuǎn)角達到1.216°，橢偏率達到0.840。這偏轉(zhuǎn)角和橢偏率分別是在相同條件下單純BIG薄膜偏轉(zhuǎn)角0.08°和橢偏率-0.009的15.2倍和93.3倍。當入射光為TE模式(transverse electric mode)時，該雙層異質(zhì)膜的法拉第偏轉(zhuǎn)角和橢偏率同樣有著很大的增強。這種雙層異質(zhì)膜的法拉第效應除了能夠利用入射光的模式調(diào)控，也能夠通過改變孔洞周期、Au薄膜厚度和B

4、IG薄膜厚度進行調(diào)控。我們詳細分析和討論了這其中的物理機制。
　　其次我們利用自主搭建的一套納米微球浮撈平臺成功獲得了大面積單層密排的PS球(Polystyrene sphere)陣列模板，再經(jīng)過金屬沉積和掩模板移除制備出了Au/Co納米粒子和空殼陣列。通過對樣品磁滯回線和反射光譜的對比分析發(fā)現(xiàn)，無論是把Au薄膜引入Co納米粒子六角密排陣列還是納米空殼六角密排陣列，都能夠減小樣品的矯頑力，文章分析了其原因。對于納米粒子六角密排陣列