貴金屬復合納米結構的LSPR及Fano共振特性的數(shù)值研究.pdf

1、局域表面等離子體共振（LSPR）作為一種可實現(xiàn)納米尺度光學調控的有力工具，可以有效地使空氣中傳播的光波局限于小于衍射極限尺度的空間內，在結構表面的周圍形成較大的電磁場增強?；诰钟虮砻娴入x子體共振具有突破衍射極限、實現(xiàn)局域場增強和對介電環(huán)境高度敏感等方面的特性，其具有廣泛的應用前景。對于復合貴金屬納米結構而言，其所形成的局域表面等離子體共振的光學特性與納米結構的各項結構參數(shù)、材料的組合和環(huán)境的介電常數(shù)等有關，具有特殊的光學性質，并且內部

2、的物理機制也相應較為復雜。本文主要對幾種貴金屬復合納米結構進行了理論數(shù)值模擬，結合復合納米結構參數(shù)，利用其消光光譜和等離子體雜化理論對其局域表面等離子體共振特性進行了分析和解釋。本文的主要內容如下：
　　第一章，對貴金屬納米結構的LSPR和Fano共振的物理機制、研究進展和主要的研究方法進行了概述，并且簡明地給出了本論文的主要內容。
　　第二章，主要研究了非對稱的Fe2O3@Au核殼納米米二聚體的局域表面等離子體共振的光學特

3、性。研究表明多極等離子體類法諾共振的光譜線形可通過調控兩個納米米的相對位置得到有效的控制。并進一步給出納米米二聚體的亮暗等離子體模式的相干耦合可獲得強的類法諾窗口，該類法諾共振可在納米米二聚體的兩端和間隙區(qū)域產生巨大的電場增強。
　　第三章，主要研究分析了金納米新月/納米環(huán)復合結構的LSPR的光學特性。研究發(fā)現(xiàn)在NCNR結構中獲得了強烈的、分離的多極局域表面等離子體共振峰。通過結構參數(shù)的調整，可對等離子體共振峰進行有效調節(jié)。利用等

4、離子體雜化理論，對各個共振峰給出了物理機制解釋。此外研究證明了NCNR結構中的納米新月尖端處引起的巨大電場增強來自于納米環(huán)和納米新月的多極共振模式的耦合作用。
　　第四章，主要研究了非對稱的金納米新月/納米環(huán)復合結構的LSPP和Fano共振特性。研究表明在不同的非對稱條件下可生成強弱不等的法諾共振強度。通過對消光光譜和電場增強的研究分析，可知這是由于納米新月和納米環(huán)之間的等離子體共振模式耦合作用的強弱變化和生成的共振模式較為特別所