典型納米結(jié)構(gòu)非局域化光學特性研究.pdf

1、隨著科學技術(shù)和實驗技術(shù)的發(fā)展，納米結(jié)構(gòu)材料的可加工，納米結(jié)構(gòu)因其表面特有的表面等離激元特性而越來越受到人們的關(guān)注。尤其納米結(jié)構(gòu)的表面等離子體能反應(yīng)其光學特性。在外加激勵源情形下，金屬中的自由電子與空氣表面發(fā)生共振而引起表面等離激元(SPP)。而等離子體光學就是基于金屬納米結(jié)構(gòu)中傳導電子與電磁輻射交互作用而引起的一種低于波長尺度的近場光學增強效應(yīng)。在實際應(yīng)用中如太陽能電池，由于金屬特殊的光學特性，能夠在一定條件下激勵出表面等離子體激元引起

2、共振現(xiàn)象，通過改變金屬薄膜厚度、周圍介質(zhì)和金屬的周期性結(jié)構(gòu)等參數(shù)，都可以大幅度提高納米薄膜的電磁透射效率。在其他方面其應(yīng)用也越來越廣泛，例如在生物傳感器、近場顯微技術(shù)和表面局域和近場增強特性，超分辨成像以及納米級的光電器件制造等領(lǐng)域。
　　本文的研究工作主要是圍繞基于表面等離子體共振，在不同的貴金屬納米結(jié)構(gòu)的表面產(chǎn)生的局域和非局域化光學特性。本文主要分為以下三個內(nèi)容:
　　首先介紹研究的背景，并介紹了表面等離子體和納米結(jié)構(gòu)的

3、光學特性參數(shù)等基本理論概念。
　　其次主要介紹了計算貴金屬納米結(jié)構(gòu)光學特性的數(shù)值仿真算法，著重介紹了時域有限差分算法(FDTD)的基本原理和基本方法。引入了模擬貴金屬介電常數(shù)的幾種模型，通過采用Drude和Lorentz模型，對貴金屬的介電常數(shù)進行擬合。介紹了貴金屬納米結(jié)構(gòu)的局域(local)和非局域(nonlocal)的特性。結(jié)合FDTD算法，在不同介電常數(shù)模型下，得到了電場和磁場的具體差分公式，并利用后處理技術(shù)得出吸收截面、散