非對(duì)稱等離激元納米結(jié)構(gòu)共振模型及傳感特性研究.pdf

1、非對(duì)稱等離激元納米結(jié)構(gòu)具有顯著的局域電磁場(chǎng)增強(qiáng)特性、等離激元Fano共振效應(yīng)及光學(xué)各向異性等獨(dú)特的光學(xué)性能,不僅可用于開(kāi)發(fā)具有單分子探測(cè)能力的超高靈敏度等離激元光學(xué)傳感器件,還可用于開(kāi)發(fā)新型的納米光子器件。因此,本文針對(duì)非對(duì)稱等離激元納米結(jié)構(gòu),根據(jù)數(shù)值仿真結(jié)果研究對(duì)稱性破缺效應(yīng),建立等離激元雜交模型,研究Fano共振效應(yīng)以及光學(xué)各向異性,制造金半殼陣列傳感基片并確定LSPR峰值傳感特性。
　　首先,建立半殼結(jié)構(gòu)的等離激元共振模型,

2、應(yīng)用等離激元雜交理論解釋半殼結(jié)構(gòu)等離激元共振的激發(fā)、移動(dòng)以及分裂。研究發(fā)現(xiàn)環(huán)狀尖端的尖銳特征是引起半殼結(jié)構(gòu)局域電磁場(chǎng)增強(qiáng)的主要因素,而結(jié)構(gòu)內(nèi)部等離激元耦合進(jìn)一步增強(qiáng)了局域電磁場(chǎng)。由于等離激元共振模式的可調(diào)節(jié)性和局域電磁場(chǎng)的增強(qiáng),半殼結(jié)構(gòu)可在LSPR峰值傳感和表面增強(qiáng)光譜中開(kāi)發(fā)為一種高效的傳感基底。
　　其次,基于等離激元雜交理論研究核-半殼結(jié)構(gòu)Fano共振效應(yīng)的激發(fā)機(jī)理。數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明“暗”模式的激發(fā)及與“明”模式的交互是激發(fā)等

3、離激元Fano共振的原因。研究結(jié)果表明等離激元納米結(jié)構(gòu)對(duì)稱性破缺顯著影響Fano共振,通過(guò)改變金半殼對(duì)稱性破缺程度和金核偏移量,可以實(shí)現(xiàn)Fano共振的高度可調(diào)節(jié)性。金半殼與金核之間的等離激元交互作用導(dǎo)致局域電磁場(chǎng)的極大增強(qiáng),使其在生物傳感中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　　然后,研究金疊殼結(jié)構(gòu)的二維光學(xué)各向異性,基于“球狀空腔-橢球體”等離激元雜交模型合理地解釋疊殼結(jié)構(gòu)的二維光學(xué)各向異性。相對(duì)于半殼結(jié)構(gòu),疊殼結(jié)構(gòu)進(jìn)一步破壞了金屬殼的旋轉(zhuǎn)對(duì)