貴金屬復(fù)合納米結(jié)構(gòu)的LSPR及Fano共振特性的數(shù)值研究.pdf

1、局域表面等離子體共振（LSPR）作為一種可實(shí)現(xiàn)納米尺度光學(xué)調(diào)控的有力工具，可以有效地使空氣中傳播的光波局限于小于衍射極限尺度的空間內(nèi)，在結(jié)構(gòu)表面的周圍形成較大的電磁場增強(qiáng)?；诰钟虮砻娴入x子體共振具有突破衍射極限、實(shí)現(xiàn)局域場增強(qiáng)和對介電環(huán)境高度敏感等方面的特性，其具有廣泛的應(yīng)用前景。對于復(fù)合貴金屬納米結(jié)構(gòu)而言，其所形成的局域表面等離子體共振的光學(xué)特性與納米結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、材料的組合和環(huán)境的介電常數(shù)等有關(guān)，具有特殊的光學(xué)性質(zhì)，并且內(nèi)部

2、的物理機(jī)制也相應(yīng)較為復(fù)雜。本文主要對幾種貴金屬復(fù)合納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行了理論數(shù)值模擬，結(jié)合復(fù)合納米結(jié)構(gòu)參數(shù)，利用其消光光譜和等離子體雜化理論對其局域表面等離子體共振特性進(jìn)行了分析和解釋。本文的主要內(nèi)容如下：
　　第一章，對貴金屬納米結(jié)構(gòu)的LSPR和Fano共振的物理機(jī)制、研究進(jìn)展和主要的研究方法進(jìn)行了概述，并且簡明地給出了本論文的主要內(nèi)容。
　　第二章，主要研究了非對稱的Fe2O3@Au核殼納米米二聚體的局域表面等離子體共振的光學(xué)特

3、性。研究表明多極等離子體類法諾共振的光譜線形可通過調(diào)控兩個納米米的相對位置得到有效的控制。并進(jìn)一步給出納米米二聚體的亮暗等離子體模式的相干耦合可獲得強(qiáng)的類法諾窗口，該類法諾共振可在納米米二聚體的兩端和間隙區(qū)域產(chǎn)生巨大的電場增強(qiáng)。
　　第三章，主要研究分析了金納米新月/納米環(huán)復(fù)合結(jié)構(gòu)的LSPR的光學(xué)特性。研究發(fā)現(xiàn)在NCNR結(jié)構(gòu)中獲得了強(qiáng)烈的、分離的多極局域表面等離子體共振峰。通過結(jié)構(gòu)參數(shù)的調(diào)整，可對等離子體共振峰進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。利用等

4、離子體雜化理論，對各個共振峰給出了物理機(jī)制解釋。此外研究證明了NCNR結(jié)構(gòu)中的納米新月尖端處引起的巨大電場增強(qiáng)來自于納米環(huán)和納米新月的多極共振模式的耦合作用。
　　第四章，主要研究了非對稱的金納米新月/納米環(huán)復(fù)合結(jié)構(gòu)的LSPP和Fano共振特性。研究表明在不同的非對稱條件下可生成強(qiáng)弱不等的法諾共振強(qiáng)度。通過對消光光譜和電場增強(qiáng)的研究分析，可知這是由于納米新月和納米環(huán)之間的等離子體共振模式耦合作用的強(qiáng)弱變化和生成的共振模式較為特別所