利用T矩陣方法研究金屬納米顆粒的光學(xué)性質(zhì).pdf

1、隨著近場探測技術(shù)的不斷發(fā)展，近場散射特性（比如表面電磁場強(qiáng)度）而不再是傳統(tǒng)的遠(yuǎn)場散射特性（例如消光，散射，吸收截面或著系數(shù)），成為人們更直接關(guān)心的物理量．然而，如何高效，準(zhǔn)確地計(jì)算散射體的近場光學(xué)特性向表面增強(qiáng)探測基底的設(shè)計(jì)者們提出了挑戰(zhàn)．
　　 利用T矩陣方法，本論文首先計(jì)算了一系列不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的銀納米雙球體系的近場、遠(yuǎn)場共振特性，試圖詳細(xì)比較納米團(tuán)簇中近場、遠(yuǎn)場共振特性的異同。當(dāng)入射光的偏振平行兩球心連線時(shí)，近場、遠(yuǎn)場的等離

2、子極化激元共振都與雙球體系的結(jié)構(gòu)參數(shù)密切相關(guān)。一方面，對(duì)比金屬單粒子，雙球體系中近場、遠(yuǎn)場共振特性之間可能出現(xiàn)更大差異。表明在表面增強(qiáng)探測應(yīng)用中，如果想要激發(fā)基底最強(qiáng)的近場共振，一定要謹(jǐn)慎選擇入射光波長。另一方面，當(dāng)固定入射平面波波長時(shí)，等體積消光系數(shù)與表面平均電場強(qiáng)度具有基本相同的最佳共振結(jié)構(gòu)參數(shù)。說明可以跟據(jù)遠(yuǎn)場消光系數(shù)的大小，來選擇特定入射條件下更合逋的增強(qiáng)基底結(jié)構(gòu).
　　 然后，針對(duì)金屬核殼納米粒子的表面等離激元共振特性

3、進(jìn)行了系統(tǒng)研究。通過比較多種雙層同心納米球粒子的消光系數(shù)，電介質(zhì)/金屬核殼結(jié)構(gòu)比金屬/電介質(zhì)、異質(zhì)金屬結(jié)構(gòu)可以在共振時(shí)被更強(qiáng)地激發(fā)。同時(shí)電介質(zhì)/金屬核殼結(jié)構(gòu)的共振對(duì)電介質(zhì)核半徑，尤其是金屬殼層的厚度極其敏感。如果想要更好地激發(fā)等離激元共振，這對(duì)如何精確制備特定結(jié)構(gòu)參數(shù)的納米粒子提出了較高的要求。關(guān)于三層同心球結(jié)構(gòu)，當(dāng)最外層是二氧化硅時(shí)，隨著最外層增厚，消光系數(shù)單調(diào)減小。而當(dāng)最外層是銀時(shí)，盡管很薄，外包層仍可能對(duì)整個(gè)粒子的共振產(chǎn)生主要影響