金属纳米结构的Fano共振及Spaser特性研究

金属纳米结构的Fano共振及Spaser特性研究

作者:师大云端图书馆 时间:2015-08-18 分类:期刊论文 喜欢:4034
师大云端图书馆

【摘要】随着纳米加工技术的迅速发展,金属纳米结构的尺寸可以达到纳米量级。金属纳米结构的表面等离激元共振有很强的局域电场增强特性,对金属结构参数和环境的变化特别敏感,使其在化学生物传感器件、表面增强拉曼散射、二次谐波产生等方面有着广泛的应用。本论文主要研究金属纳米结构的表面等离激元特性。首先设计了棒-同心矩形环盘结构,对其所支持的Fano共振及基于Fano共振的表面等离激元受激辐射放大(Spaser)进行了研究;再次,研究了飞秒激光诱导不锈钢表面周期纳米条纹的机制,主要讨论了表面等离激元所起的作用。主要研究结果如下:(1)Fano共振是减小共振线宽和增强光谱灵敏度的重要方法之一,实现窄线宽和高对比度的Fano共振是一个重要的研究目标。我们用Comsol软件设计了一个棒-同心矩形环盘金属纳米结构,实现了四极Fano共振现象。通过调节矩形环盘中环盘的间隙,或者是棒与环的间隙来操控Fano共振的线宽和对比度。当环盘间隙为5nm,棒环间隙为20nm时,四极Fano共振的线宽只有0.025eV,对比度能高达80%,此时的探测灵敏度FOM也能达到15。这种金属纳米结构在生物化学传感中有广泛的应用前景。(2)我们提出了基于棒-同心环盘结构Fano共振的等离激元激射,它是利用Fano共振中对同心矩形环盘结构的暗态四极共振的激发,并通过增益介质所提供的能量对其进行损耗补偿和放大来实现的。基于此暗态等离激元放大的激射具有很高的Purcell因子3.24×107,很高的信噪比(SNR)为4.4×106和较低的阂值0.02086。这些良好的光学特性都归因于暗态四极共振模式的局域电场增强和被抑制的辐射损耗。在以后的发展中,如何减小金属的损耗是表面等离激元激光器的一个研究热点和重点,而暗态模式的表面等离激元的激发为此提供了一个新思路。(3)飞秒激光在金属材料表面诱导周期纳米条纹结构时,表面等离激元起着非常重要的作用。我们研究了800nm飞秒激光在不锈钢表面诱导形成的周期纳米条纹结构和其形成的物理过程。在不锈钢表面发现了LSFRs(A>0.45λ)、MSFRs(0.2A<A<0.45λ)和HSFRs(A<0.2λ)三种周期的条纹结构。其中LSFRs就是入射光与表面等离激元相互作用的结果,而HSFRs是LSFRs两次分裂的结果,其周期只有100-130nm,入射光波长的1/6-1/8。我们理论模拟的结果表明,在LSFRs条纹不断加深的过程中,由于局域表面等离激元使得电场先局域到条纹凹槽的内部,使得条纹进一步加深。当深度大于形状共振深度时,就会破坏条纹的形状共振,电场会溢出凹槽而局域到条纹的突起上,这就使得条纹会发生了分裂。条纹的分裂过程会受到脉冲数、功率密度、样品所处的周围的介电环境以及样品的热学参数的影响。我们制备的HSFRs条纹周期,在超材料、数据存储以及纳米光电子学等领域具有广泛的应用前景。
【作者】霍燕燕;
【导师】贾天卿;
【作者基本信息】华东师范大学,光学,2014,博士
【关键词】金属纳米结构;表面等离激元;Fano共振;Spaser;

【参考文献】
[1]李欣.数据挖掘在寿险防欺诈中的应用[D].河北大学,电子与通信,2013,硕士.
[2]张丽娜.三维数字光弹性基本方法的研究和应用[D].天津大学,2008.
[3]黎泓波.基于信号放大核酸适配体和G-四链体探针的生化分析新方法[D].湖南大学,2013.
[4]石佳.基于ARM的超声测风仪研究与设计[D].沈阳理工大学,检测技术与自动化装置,2013,硕士.
[5]龚强飞.小组工作在满足老年人精神需求中的应用[D].南京农业大学,社会工作,2013,硕士.
[6]肖永欣,胡功臣,徐庆强.空位和B、N、Al、P掺杂对Li在石墨烯上吸附的影响[J].淮阴工学院学报,2013,01:1-7.
[7]时青.滨城区社区网格化管理实施策略研究[D].山东师范大学,公共管理(专业学位),2013,硕士.
[8]李志勇,王彦辉,于澎涛,张治军,杜士才,何萍,王祥,段健,李振华.重庆酸雨区马尾松香樟混交林的土壤化学性质和林木生长特征[J].植物生态学报,2010,04:387-395.
[9]姚艺.妊娠糖尿病患者糖耐量后血清GLP-1变化的临床研究[D].宁波大学,内科学,2013,硕士.
[10]贺攀,胡玲霞,方仕江.含硅环磷腈的合成与表征研究[J].化工新型材料,2014,02:149-151.
[11]李文红.基于Web Services的图书检索系统设计与实现[D].河北科技大学,计算机技术,2012,硕士.
[12]万聪.组合曝气复合MBR处理生活污水及在高速公路服务区的应用[D].华东交通大学,环境工程(专业学位),2014,硕士.
[13]刘伟,王亮,陈玉林,侯学勇,吕航,文继锋.广域测量系统中刀片式构架相量数据集中器的设计与实现[J].电力系统自动化,2012,12:61-65.
[14]王强.新型药物载体LyP-1-MWNTs应用于胰腺癌淋巴转移靶向治疗的实验研究[D].复旦大学,外科学(专业学位),2012,博士.
[15]孙健.基于DeviceNet现场总线的水采船控制系统的研究与设计[D].东北大学,控制理论与控制工程,2009,硕士.
[16]秦文青.3×3上三角算子矩阵值域的闭性研究[D].内蒙古大学,数学,2014,硕士.
[17]王雷.现浇中小跨径连续单箱多室宽箱梁桥空间效应研究[D].北京交通大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[18]范书琼.几种贵金属复合物的制备及其电催化性能的研究[D].兰州理工大学,材料学,2013,硕士.
[19]隋淑玲,赵开连.断裂构造在油气成藏中的作用——以济阳拗陷曲堤油田为例[J].石油地球物理勘探,2003,06:666-670+708-581.
[20]张欣.无线传感器网络定位算法的研究[D].重庆大学,电路与系统,2014,硕士.
[21]杨洁.论图示理论下文化负载词的分类及英译[D].武汉理工大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[22]苑晶,黄亚楼,孙凤池.多转向驱动拖挂式移动机器人镇定控制[J].自动化学报,2011,04:471-479.
[23]韩晓蕾.欧盟碳排放交易法律制度及其对中国的借鉴意义[D].中国政法大学,法律,2013,硕士.
[24]戚文科.高烯丙基卤化物和二氢异喹啉酮的合成新方法研究和Nahuoic acid A的全合成[D].苏州大学,有机化学,2014,硕士.
[25]黄志艳.马克思主义中国化的文化意蕴[D].郑州大学,科学社会主义与国际共产主义运动,2013,硕士.
[26]彭冬雪.新型城镇化背景下我国西部城乡一体化模式研究[D].西南民族大学,区域经济学,2014,硕士.
[27]丁维华.团体辅导对初中生自卑心理的干预研究[D].华中师范大学,应用心理,2014,硕士.
[28]张田.增强时域有限差分方法及其在色散薄层介质石墨烯中的应用[D].浙江大学,2014.
[29]徐佳,蔡岳,刘江,王璞.基于SESAM锁模和石墨烯锁模的飞秒脉冲掺铒光纤激光器[A].中国光学学会.中国光学学会2011年学术大会摘要集[C].中国光学学会:,2011:1.
[30]杨宗富.基于ARM的系统启动过程研究与系统移植[D].北方工业大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[31]赵林海,冉义奎,穆建成.基于遗传算法的无绝缘轨道电路故障综合诊断方法[J].中国铁道科学,2010,03:107-114.
[32]王放.小说《太阳是假的》之翻译及评论[D].复旦大学,英语笔译,2012,硕士.
[33]华若帆.江苏省小学书法教育的现状与展望[D].南京师范大学,美术学,2012,硕士.
[34]赵静.基于肤色的人脸识别技术研究[D].天津理工大学,控制工程,2013,硕士.
[35]李景洲.南昌城市社区就业问题研究[D].华东交通大学,2005.
[36]张攀.冲击波加载下PZT95/5铁电陶瓷的力学及电学特性数值研究[D].兰州大学,固体力学,2013,硕士.
[37]王皓.体育院校舞蹈啦啦操艺术表现力训练方法的研究[D].首都体育学院,体育教育训练学,2013,硕士.
[38]石敏,张庆,牛璐,晁淑军,黄茹梦,白正宇.氮掺杂石墨烯的制备及其氧还原电催化性能[J].河南师范大学学报(自然科学版),2015,02:74-79.
[39]马威威.论刑事诉讼契约化[D].沈阳师范大学,诉讼法学,2014,硕士.
[40]郭爽.单极子声源有源降噪的最短距离研究[D].重庆大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[41]李晓敏.国内投资与FDI对山东省产业结构影响的实证研究[D].青岛理工大学,数量经济学,2013,硕士.
[42]杜启翠.p38MAPK在周期性牵张力对人颌面部增生性瘢痕成纤维细胞分化影响中的作用[D].青岛大学,口腔临床医学,2013,硕士.
[43]张明理,徐建源,李佳珏.含高渗透率风电的送端系统电网暂态稳定研究[J].电网技术,2013,03:740-745.
[44]姜英.半参数方法的稳健性参数设计研究[D].西南交通大学,概率论与数理统计,2014,硕士.
[45]田振国.移动式救生舱内空气环境设计与模拟[D].西安建筑科技大学,供热、供燃气、通风及空调工程,2013,硕士.
[46]胡思嘉.政府规制视角下中国电视剧“乱象”问题治理研究[D].江西财经大学,行政管理,2013,硕士.
[47]孙开县.推进我国监狱服刑罪犯社会化管理研究[D].云南财经大学,公共管理,2013,硕士.
[48]王国亮.完全对换网络和三角塔网络的若干性质[D].西北师范大学,运筹学与控制论,2014,硕士.
[49]魏巍.基于非平稳时序分析的滚动轴承故障诊断方法研究[D].湖南工业大学,控制理论与控制工程,2012,硕士.
[50]安秋玲.儿童对权威关系的认知发展初步研究[D].华东师范大学,发展与教育心理学,2001,硕士.

相关推荐
更多