基于金属纳米结构的表面等离激元结构色研究

发布时间：2021-01-30 21:00

　　表面等离激元结构色是可见光与金属微观结构相互作用而产生的颜色。近年来,包括聚焦离子束,电子束光刻以及纳米压印等微纳加工与表征技术的发展为亚波长尺度光特性的有效调控提供了条件。表面等离激元结构色微纳器件优秀的滤波特性以及良好的电学响应,使其在超高分辨率显示和远程实时光调控等领域具备重大潜力。我们针对透射式结构色器件和反射式结构色器件进行了一系列的研究。对于透射式结构色,我们在前人研究成果的基础上,进行了改进透射式结构色滤波器厚度的研究。我们创新性地将无基底的Si3N4薄膜波导与金属光栅相结合的结构,将前人微米量级的厚度直接缩小到了纳米量级,大大缩小了器件的厚度。这为器件进一步应用在超精密、超集成工业领域提供了便利。我们分析了器件中金属光栅的周期与共振波长的关系,得到了对应的色散曲线。根据曲线,我们可以预测共振波长的位置,以达到控制滤出颜色的关系。其中,表面等离激元的激发对共振波长的透射率具有增强作用。进一步地,我们研究了纳米狭缝的数量对滤出颜色的影响,并在实验中制作了三十微米左右见方的校徽图标,其中有大部分图形都只有几条狭缝。我们观察到上面清晰的边界以及高质量的颜色呈现,可以体现出我们这... 

【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 表面等离激元结构色概述
    1.3 表面等离激元结构色的研究现状
        1.3.1 基于金属纳米光栅结构
        1.3.2 基于金属薄膜的纳米孔洞结构
        1.3.3 基于金属—介质—金属谐振结构
        1.3.4 基于动态可调结构色激发
        1.3.5 完美吸收器
    1.4 本文的研究目的及意义
    1.5 本文的主要研究内容和成果
第二章 表面等离激元结构色的相关理论和研究方法
    2.1 表面等离激元结构色相关理论
        2.1.1 表面等离激元的色散关系
        2.1.2 表面等离激元的激发方式
    2.2 研究方法
        2.2.1 仿真研究
        2.2.2 实验研究
第三章 基于铝光栅耦合氮化硅薄膜波导的透射式结构色研究
    3.1 结构色滤波器的结构设计
    3.2 色散关系理论计算
    3.3 结构色滤波器的FDTD仿真
    3.4 实验制备方法
    3.5 器件的性能表征
    3.6 实用性测试与表征
    3.7 结构色滤波器的进一步研究
第四章 基于纳米钨锥结构的宽谱吸收器
    4.1 宽谱吸收器的实验室制备工艺
    4.2 实验表征
    4.3 宽谱吸收器的FDTD仿真
    4.4 其他性能测试结果
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
硕士期间发表的论文



本文编号：3009579