本文關鍵詞：電介質(zhì)納米結構中法諾共振效應的研究

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【摘要】：金屬納米結構中的局域表面等離激元共振具有獨特的光學特性。合理地控制納米結構的結構參數(shù)或者激發(fā)條件可以使表面等離激元共振的不同模式(明態(tài)和暗態(tài))之間發(fā)生相消干涉,從而產(chǎn)生法諾共振效應。表面等離激元體系中的法諾共振可以非常有效地抑制輻射損耗。但是,金屬材質(zhì)本身具有較大的非輻射損耗(例如歐姆損耗)限制了其相關應用性能的進一步提高。此外,一般情況下表面等離激元體系中產(chǎn)生法諾共振需要破壞對稱性,體系結構復雜,不易制備,同時也會造成光學響應依賴入射場偏振方向。故如何克服金屬納米結構非輻射損耗的影響,并采用簡單的結構產(chǎn)生與偏振無關的法諾共振效應,是提高相關器件性能亟需研究的內(nèi)容。我們通過研究發(fā)現(xiàn),用高折射率電介質(zhì)材料替代金屬可以很有效地解決上述問題。通過調(diào)整電介質(zhì)納米顆粒的結構參數(shù),可以激發(fā)起多個暗態(tài),因此能夠產(chǎn)生法諾共振甚至多重法諾共振效應。另外,電介質(zhì)材質(zhì)本身固有的非輻射損耗很低,因此在其中產(chǎn)生的法諾共振不僅可以抑制輻射損耗,還能非常有效地抑制非輻射損耗。研究表明,單個硅納米盤中的亞輻射模式EH12δ的激發(fā)導致強法諾共振效應的產(chǎn)生。通過調(diào)節(jié)納米盤的半徑可以激發(fā)高階亞輻射模式(EH13δ和EH14δ),從而產(chǎn)生多重法諾共振效應。值得注意的是,在其中產(chǎn)生的法諾共振不依賴于延遲效應,即使在非常薄的納米盤中一樣也能產(chǎn)生具有很強調(diào)制深度的法諾共振效應。此外,在電介質(zhì)材質(zhì)的三角形、正方形和長方形納米盤等結構中都可以產(chǎn)生類似效應。結構的簡單和高度對稱性使得這些電介質(zhì)納米顆粒在生物傳感和光電子學領域中有非常重要的應用。
【關鍵詞】：電介質(zhì) 法諾共振 時域差分有限法 暗態(tài) 明態(tài)
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 研究的背景和意義9-10
• 1.2 研究思路10-11
• 1.3 本論文的結構11-13
• 第二章 電介質(zhì)納米顆粒及法諾共振概述13-21
• 2.1 電介質(zhì)納米顆粒的性質(zhì)13
• 2.2 法諾共振13-19
• 2.2.1 法諾共振概念及產(chǎn)生的機理13-14
• 2.2.2 產(chǎn)生法諾共振的途徑14-16
• 2.2.3 法諾共振的特性及應用16-19
• 2.3 本章小結19-21
• 第三章 時域有限差分法21-29
• 3.1 時域有限差分的背景和特點21-22
• 3.2 時域有限差分法的基本方程22-26
• 3.2.1 Maxwell方程組和Yee元胞22-24
• 3.2.2 時域有限差分法的基本差分方程24-26
• 3.2.3 時域有限差分法邊界條件和完全匹配層吸收邊界26
• 3.3 本章小結26-29
• 第四章 單個結構高度對稱的電介質(zhì)硅納米盤中的強法諾共振效應29-43
• 4.1 電介質(zhì)圓形納米盤諧振器中的電磁共振模式29-31
• 4.2 單個圓形硅納米盤中的法諾共振31-36
• 4.3 耦合振子模型36-38
• 4.4 多重法諾共振和加入基底時硅納米盤的光學特性38-41
• 4.5 本章小結41-43
• 第五章 總結與展望43-45
• 5.1 工作總結43
• 5.2 未來的展望43-45
• 參考文獻45-53
• 致謝53-55
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文55

【相似文獻】

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 伍鐵生;劉玉敏;俞重遠;葉寒;彭益煒;張文;;單缺陷納米腔中的法諾共振現(xiàn)象及其傳感特性研究[A];第十六屆全國量子光學學術報告會報告摘要集[C];2014年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 本報駐羅馬記者 陳曉晨;意大利悼念“羅馬的歌者”[N];光明日報;2013年

2 曾進 譯;美國反煙運動遭遇資金短路[N];經(jīng)理日報;2004年

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1 蔡東進;電介質(zhì)納米結構中法諾共振效應的研究[D];太原理工大學;2016年

2 黃運歡;貴金屬納米顆粒聚合體中多重法諾共振效應的研究[D];太原理工大學;2015年

3 劉庭卓;金屬納米結構的表面等離激元性質(zhì)和法諾諧振[D];陜西師范大學;2014年

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本文編號：643028