微纳复合结构中的电磁波特性研究

发布时间：2019-09-11 07:20

【摘要】：随着集成光学以及纳米技术的飞速发展,实现对电磁波特性的调控已成为了时代发展的需求,包括石墨烯在内的物理敏感材料也成为研究的热点。本文首先研究了石墨烯与半导体复合纳米层状结构的表面等离子体波传播特性。详细地推导了表面波在石墨烯与半导体组合而成的纳米层状结构中的色散关系,并通过数值计算,获得了不同磁场情况下的表面等离子体激元传播长度随频率和化学势的变化关系。数值计算表明,表面等离子体激元在石墨烯与半导体复合纳米层状结构中有两种传播模式,即对称模式和反对称模式;外加磁场对传播长度有着明显的影响,且随着磁场的增强,传播长度的截止频率也会增大;且对于相同化学势,外加磁场越大,表面等离子体激元的传播长度也会增大,并逐渐趋于饱和。本文还研究了包括石墨烯在内的核壳柱形结构电磁散射特性,特别是引入了半导体材料作为芯区材料。在单层石墨烯包覆介质柱下,重点分析了石墨烯化学势以及外加磁场对于消光截面峰值的影响。通过数值分析发现,化学势对于消光截面所对应的频率有着明显地影响,随着石墨烯化学势的增大,消光截面曲线峰值所对应的频率会向着高频方向移动,但是曲线峰值却是会随之降低;另外,随着磁场的增大,消光截面曲线主峰会慢慢地向高频方向移动,由于磁场存在而形成的子峰则会渐渐地向低频方向移动,当磁场增大到一定值时,主峰和子峰会慢慢融合成为一个新的消光截面曲线峰,而继续增大磁场,消光截面的峰值却会慢慢降低。双层石墨烯柱核壳介质柱的消光特性与单层石墨烯柱核壳介质柱相类似,但当改变内芯材料为空气时,子峰会出现在相较于消光截面曲线主峰更高频的位置。
【图文】：

硕士论文 现，此现象被称为 Wood 异常[4]。第一个试图解释 Wood ]，又过了几十年 Fano[6，7]也尝试进行解释。1941 年 Fano 面的束缚电磁模式，自然而然的解释了 Wood 异常现象。nn 和 Otto[8]的工作由于等离子效应的系统研究而慢慢成型，属层之上来激励表面等离子体激元[9]。年，Stren 和 Farre[10]首次在实验上观测到了金属薄膜层上的也发现了金属层表面上存在着能够和 SPPs 耦合的电磁辐射关系被推导了出来并首次提出了 SPPs 的概念[11]。1968 年全反射为原理并且在特定的入射角下激发 SPPs 的结构，使一个尖锐的凹槽，这就是表面等离子共振现象。直至 2000 体的理论体系基本确立。

等人[24]对横向磁场下石墨烯表面等离子体激元的定向激发特性的概述的简述质系统的电磁散射特性都会同介质系统的非均匀性密切相关了极少数的物质，，其余的均为非均匀性介质，故而散射现象们的生活之中。不论其散射类型是何种，对于所有系统而言性都是完全相同的。事实上，散射是由消光和吸收构成的。由离散的电荷（质子和电子）组成的。任何一个原子、分子颗粒都可能成为电磁波的障碍，电荷在颗粒中会由于入射波动，而被加速了的电荷粒子会向各个方向辐射电磁能量，如
【学位授予单位】：苏州科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O441.4;TB383.1;O53

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本文编号：2534268