光子微納結(jié)構(gòu)的制備、表征、模擬及應(yīng)用研究.pdf

1、光子微納結(jié)構(gòu)是當(dāng)今光子學(xué)領(lǐng)域研究的重要方向,其主要的研究目的是通過對(duì)材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)光傳輸、吸收和發(fā)射等方面性質(zhì)的調(diào)控。盡管對(duì)光子微納結(jié)構(gòu)的研究和應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)行了有20多年的時(shí)間,但仍然有一些突出存在的問題和挑戰(zhàn),其集中表現(xiàn)在金屬光子微納結(jié)構(gòu)中的光損耗問題,光子微納結(jié)構(gòu)對(duì)光電化學(xué)的影響問題,無序結(jié)構(gòu)中光散射問題以及如何低成本的制備光子微納結(jié)構(gòu)等問題。本論文主要分六章針對(duì)光子微納結(jié)構(gòu)的制備、表征及應(yīng)用問題展開研究和討論。
　　論文

2、共由六章組成.第一章主要對(duì)光子微納結(jié)構(gòu)的性質(zhì)和應(yīng)用做一個(gè)簡(jiǎn)要的概述。
　　第二章主要介紹了本篇論文中所涉及的結(jié)構(gòu)制備方法、實(shí)驗(yàn)表征方法和理論模擬方法。
　　第三、四章主要系統(tǒng)研究了平金屬表面覆蓋周期性單層聚苯乙烯小球陣列結(jié)構(gòu)的光學(xué)性質(zhì)以及其在熒光發(fā)射和化學(xué)物質(zhì)傳感器方面的應(yīng)用。這種全新的結(jié)構(gòu)可以同時(shí)支持具有高品質(zhì)因子的表面等離子激元模式和波導(dǎo)模式。該結(jié)構(gòu)為解決金屬光子微納結(jié)構(gòu)中的光損耗問題提出了一種可行的方法。在熒光發(fā)射應(yīng)用

3、方面,實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)200倍以上的0度定向熒光發(fā)射。在化學(xué)物質(zhì)傳感器方面,我們不僅實(shí)現(xiàn)了原子尺度的分辨率同時(shí)也討論了高靈敏度與局域光場(chǎng)分布的關(guān)系。
　　第五章主要系統(tǒng)地研究了金屬反球腔結(jié)構(gòu)的光學(xué)和光電化學(xué)性質(zhì)。我們發(fā)現(xiàn)金屬反球腔結(jié)構(gòu)具有可調(diào)的高吸收性質(zhì)。在光電化學(xué)研究中,我們研究了該結(jié)構(gòu)光催化亞硝酸根離子和氧氣的還原過程,系統(tǒng)闡述了光電化學(xué)增強(qiáng)和光吸收增強(qiáng)的關(guān)系。在光電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理方面,我們討論了表面化學(xué)修飾的重要性,觀察了表面電荷隨