新型金屬微納結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制備及其應(yīng)用研究.pdf

1、金屬微納結(jié)構(gòu)由于其獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)，引起了國內(nèi)外學(xué)者的研究熱潮。這些結(jié)構(gòu)的光學(xué)性質(zhì)通常都與表面等離激元密切相關(guān)，通過對(duì)金屬微納結(jié)構(gòu)的適當(dāng)設(shè)計(jì)，我們可以在納米尺度上對(duì)光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行“修飾”，因此設(shè)計(jì)與制備新穎的金屬微納結(jié)構(gòu)具有重大的意義。本文圍繞新型金屬微納結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制備及其應(yīng)用展開了深入的研究，論文內(nèi)容主要包括以下兩個(gè)方面：
　　一、利用基于有限元方法的Comsol Multiphysics商業(yè)計(jì)算軟件，我們理論研究了置于襯底中的金

2、屬納米顆粒構(gòu)成的二維周期性陣列中局域表面等離激元(LSP)共振通過遠(yuǎn)場耦合產(chǎn)生的Fano共振現(xiàn)象。研究結(jié)果表明，要實(shí)現(xiàn)金屬納米顆粒周期陣列中的Fano共振，必須同時(shí)具備以下三個(gè)條件：（1）陣列周期產(chǎn)生的衍射表面波與金屬納米顆粒LSP共振的位置要接近；（2）金屬納米顆粒周期陣列必須處于均勻的環(huán)境媒質(zhì)中；（3）衍射表面波與金屬納米顆粒 LSP共振這兩種不同線寬的模式必須具有相同的電場分量；當(dāng) Fano共振模被激發(fā)時(shí)，其局域電場增強(qiáng)能達(dá)到單個(gè)

3、納米顆粒LSP共振的110倍。這種雜化Fano共振模具有較窄的帶寬及顯著增強(qiáng)的電場，在高效生物傳感、表面增強(qiáng)拉曼散射、光學(xué)開關(guān)、光學(xué)調(diào)制及非線性光子學(xué)等領(lǐng)域中有著潛在的應(yīng)用前景。
　　二、利用膠體晶體輔助的納米球刻印、反應(yīng)離子刻蝕及磁控濺射技術(shù)，我們制備了間距可控的三角金屬納米顆粒周期陣列，對(duì)制備的樣品進(jìn)行了光學(xué)表征，表征結(jié)果顯示隨著反應(yīng)離子刻蝕時(shí)間的增加，三角金屬納米顆粒周期陣列中顆粒間的間距會(huì)逐漸減小，從而使金屬納米顆粒間的電