金属纳米颗粒与纳米柱阵列复合结构的光学性能研究

发布时间：2024-04-06 20:09

　　纳米结构由于能够在纳米尺度上控制光的辐射及传输,具有块体材料所不具备的许多优异的光学性能而被广泛关注。其中,纳米柱阵列依靠周期性结构来影响光的传输,并且具有等效折射率可调的特点,在光电器件、激光器、波导器件等领域具有很好的应用。而另一种纳米结构——金属纳米颗粒具有局域表面等离激元共振效应,表现出可控的吸收和散射、近场增强以及对周围环境具有敏感响应等光学性能,使其在光电器件、表面增强光谱信号(荧光增强、拉曼增强)、传感器等众多领域具有广泛的应用前景。在关于金属纳米颗粒及纳米柱阵列的研究中,反射和透射是被广泛关注的两个问题。从目前的进展情况来看,金属纳米颗粒的减反射作用在一些特定的波段表现较好,在其它波段的反射仍较高。纳米柱阵列虽然可以在较宽波段降低表面反射,但降低的幅度仍然不够让人满意。在透射方面,金属纳米颗粒阵列在一个特定波长出现的等离激元晶格共振现象会带来一个尖锐的透射低谷,但实现的条件是金属纳米颗粒阵列最好处在一个均匀的介质环境里。这给其在实际器件的应用中带来了较大的困难。针对以上两个问题,论文提出了一种金属纳米颗粒与纳米柱阵列复合结构,对复合结构的光学性能进行了系统的研究,对影响...

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【部分图文】：

图1.1金属纳米颗粒在外界电场下的电子振荡示意图

图1.1金属纳米颗粒在外界电场下的电子振荡示意图上述的描述中，金属纳米颗粒中偏移的电子和恢复力场形成了一个振荡器与金属纳米颗粒的表面等离激元相关的物理效应可用简单的谐振子模型理论基础颗粒的尺寸比入射波长小得多时，金属纳米颗粒与外界电磁场的相互作用准静态近似法分析[13,22....

图1.2放置在静电场中的金属纳米球

金属纳米颗粒中偏移的电子和恢复力场形成了一个振属纳米颗粒的表面等离激元相关的物理效应可用简单的谐振子基础的尺寸比入射波长小得多时，金属纳米颗粒与外界电磁场的相态近似法分析[13,22]。在这种条件下，可近似将激发场看作均匀迟的电场。近似中最简单的模型是球形金属纳米颗粒：一个介电函....

图1.4电场方向分别平行（a）和垂直（b）于金属纳米颗粒二聚体长轴时，金属纳米颗粒构成的二聚体间偶极子的相互作用

1.4电场方向分别平行（a）和垂直（b）于金属纳米颗粒二聚体长轴时，金属纳米颗粒构成的聚体间偶极子的相互作用。当颗粒间的距离较远时，LSP激发下颗粒间的近场耦合很快减弱，几乎可以忽略时，单颗粒的LSP振荡可以与周期阵列的衍射波发生相互作用，产生等离基元晶格（Plasmon....

图1.5当入射光为垂直照射时，均匀空气中周期性排列的金属纳米颗粒阵列在不同入射波长下的衍

东南大学博士学位论文级（即m0）衍射波垂直颗粒阵列所在的平面方向传播。当D时，零级衍射波的传播方向仍然是垂直的，但一级衍射波沿与水平方向成一定角度的方向传播。当D时，一级衍射波消失（即不满足光栅方程1.8），只存在零级衍射波（沿垂直方向）。除了衍射波的传播....

本文编号：3947093