納米環(huán)二聚體中多重Fano共振的研究.pdf

1、金屬納米結(jié)構(gòu)中局域表面等離子激元共振的現(xiàn)象在過去幾十年中得到人們的極大關(guān)注。研究表明，金屬納米結(jié)構(gòu)的光學(xué)性質(zhì)取決于局域表面等離激元共振。而局域表面等離激元共振具有近場(chǎng)增強(qiáng)大、對(duì)外部環(huán)境變化敏感、可突破衍射極限等特性，在生物傳感、表面增強(qiáng)拉曼散射、慢光傳輸、納米天線、非線性增強(qiáng)等很多領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用前景。然而，隨著顆粒尺寸的增大，輻射衰減極大增強(qiáng)，造成譜線線寬的增大，不利于上述應(yīng)用性能的提高。
　　表面等離激元Fano共振是超輻射

2、明態(tài)和弱輻射暗態(tài)之間的相消干涉所引起的。由于暗態(tài)的激發(fā)，可以有效抑制體系輻射衰減，形成精細(xì)的譜線，并增強(qiáng)近場(chǎng)，從而提高如生物傳感質(zhì)量因子等應(yīng)用的性能。當(dāng)體系具有多個(gè)弱輻射暗態(tài)，它們與超輻射明態(tài)的耦合可引起多重Fano共振的產(chǎn)生。利用多重Fano共振，可在多個(gè)波段同時(shí)調(diào)制光譜，降低輻射展寬，這對(duì)多波長(zhǎng)傳感等應(yīng)用具有重要意義。本文提出暗態(tài)間的表面等離激元耦合是產(chǎn)生Fano共振的一種有效方法。根據(jù)等離激元雜化理論，暗態(tài)耦合將形成成鍵弱輻射模式

3、和反成鍵弱輻射模式。當(dāng)這兩種雜化暗態(tài)與明態(tài)形成耦合，將在光譜中出現(xiàn)多重Fano共振的現(xiàn)象。
　　本文設(shè)計(jì)了一種由同心納米環(huán)構(gòu)成的二聚體共振腔結(jié)構(gòu)。研究表明，在不破壞體系對(duì)稱性的條件下，納米環(huán)之間的相互作用可直接激發(fā)起四極共振模式，兩個(gè)納米環(huán)四極模式的耦合形成了成鍵弱輻射雜化模式，從而引起光譜中Fano共振的出現(xiàn)。當(dāng)上述二聚體結(jié)構(gòu)中兩個(gè)內(nèi)環(huán)向相同的方向偏移時(shí)，即當(dāng)整個(gè)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性被打破后，還可激發(fā)起反成鍵弱輻射模式。成鍵弱輻射模式和