各向異性特異納米顆粒體系電磁性質(zhì)研究

1、 博士學(xué)位論文 論文題目 各向異性特異納米顆粒體系電磁性質(zhì)研究 研 究 生 姓 名 倪亞賢 指導(dǎo)教師姓名 高雷（研究員） 專 業(yè) 名 稱 凝聚態(tài)物理 研 究 方 向 異質(zhì)結(jié)構(gòu)電磁材料的物性 論文提交日期 2012 年 3 月 方向性控制以及散射波偏振性。 從拓展的 Mie 散射系數(shù)出發(fā)， 獲得準(zhǔn)靜態(tài)近似下納米球顆粒前

2、向（散射角? 為 0 度）和背向散射（散射角? 為 180 度）強度為零的解析修正表達式。該修正條件既能滿足前向與背向散射強度為零，又能滿足光學(xué)原理ext sca abs C C C ? ? 。其次，通過調(diào)節(jié)球顆粒的徑向各向異性電磁參數(shù)，進一步將散射強度為零推廣到任意散射角度。 最后， 我們還導(dǎo)出準(zhǔn)靜態(tài)近似下各向異性球散射光為完全偏振光的解析表達式， 或稱之為推廣的“布儒斯特角”。 數(shù)值計算表明適當(dāng)調(diào)節(jié)顆粒的電磁各向異性比率可以獲得高質(zhì)

3、量的完全偏振光 （TE 模式或 TM 模式） ， 使得散射光在更大角度范圍內(nèi)偏振化程度得到提高（更接近于 1 或-1） 。 3. 徑向各向異性對 徑向各向異性對金屬 金屬核-殼納米球 納米球顆粒體系 顆粒體系表面等離子激元 表面等離子激元共振等光 共振等光學(xué)性質(zhì)的影響 學(xué)性質(zhì)的影響 我們將 Lorenz-Mie 散射理論拓展到具有徑向各向異性核-殼結(jié)構(gòu)球顆粒體系，闡述了徑向各向異性球顆粒電磁波散射消光光譜中偶極和四極共振的特性。 對于電

4、介質(zhì)核-金屬殼的體系， 在小尺寸情形下引入核層的各向異性會導(dǎo)致偶極共振波長的藍移。而在大尺寸情形下 （內(nèi)核半徑大于９０納米） 引入各向異性并不能改變偶極共振波長。此外， 還研究了消光光譜中偶極共振和四極共振峰值隨各向異性參數(shù)的變化特征。 數(shù)值仿真模擬結(jié)果表明共振時顆粒附近的場有顯著增強， 局域電場的增強可以通過適當(dāng)改變球內(nèi)核的各向異性來實現(xiàn)其可調(diào)節(jié)性； 不僅可以改變電場增強的區(qū)域， 而且還可以改變其最大增強值。對于金屬核-電介質(zhì)殼結(jié)構(gòu)，