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(chǎng)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(chǎng)增強(qiáng)和對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(jiǎn)明地給出了本論文的主要內(nèi)容。
　　第二章，主要研究了非對(duì)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(gè)納米米的相對(duì)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(chǎng)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(duì)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(duì)各個(gè)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(chǎng)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(duì)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(duì)稱條件下可生成強(qiáng)弱不等的法諾共振強(qiáng)度。通過對(duì)消光光譜和電場(chǎng)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