金银纳米结构材料的光学性质研究

发布时间：2021-05-18 17:22

　　当金属纳米颗粒与光作用时会出现表面等离子体振荡效应,使得粒子表面的局部电磁场大大增强。增强的局部电场使贵金属纳米粒子产生增强的光散射和光吸收,导致颗粒出现强的吸收峰。因此金属纳米粒子具有与相应体材料不同的光学、非线性光学效应。这些独特的光、电、热性能和催化活性等特性,使它在纳米光子学和生物医疗领域有广阔的应用前景。与其他金属纳米材料相比,金、银纳米材料的表面等离子体共振吸收峰在可见光范围,所以围绕金银纳米材料开展的研究较多。本文主要工作如下:介绍了基于Maxwell方程组的电磁场仿真和FDTD的计算方法,对软件应用中的数值设置、光源、边界条件、及网格选取进行了说明。对金银纳米球粒子的光学性质进行研究。通过改变尺寸、结构及周围介质折射率,得到金银纳米球的光学性质。发现在小尺寸和大尺寸时,金银纳米球的吸收峰峰位变化规律不同。还对二聚体Ag纳米粒子进行了研究,发现纳米球间的耦合作用对其共振峰具有显著的影响。对金银纳米棒的光学性质进行研究。具体研究了纳米棒的尺寸、长短径比、及周围介质折射率对其光谱的影响。研究发现,在金纳米棒中存在两个等离子体共振峰,分别对应于自由电子沿纳米棒长轴方向和垂直于长... 

【文章来源】：黑龙江大学黑龙江省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 纳米材料
    1.2 金属纳米材料
    1.3 金银纳米材料光学性质的研究现状
    1.4 论文研究的目的和主要内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
第2章 金属纳米材料的表面等离激元特性
    2.1 表面等离子体效应
    2.2 麦克斯韦方程组
    2.3 时域有限差分计算法
    2.4 软件应用
    2.5 本章小结
第3章 金银纳米球光学性质研究
    3.1 单体金银纳米球光学性质
        3.1.1 尺寸对单体金银纳米球光学性质的影响
        3.1.2 周围介质对单体金银纳米球光学性质的影响
    3.2 二聚体银纳米球光学性质
    3.3 实验与仿真结果对比
    3.4 本章小结
第4章 金银纳米棒光学性质研究
    4.1 纵横比对金银纳米棒光学性质的影响
        4.1.1 纵横比对单体金银纳米棒光学性质的影响
        4.1.2 纵横比对二聚体金银纳米棒光学性质的影响
    4.2 周围介质对金银纳米棒光学性质的影响
        4.2.1 周围介质对单体金银纳米棒光学性质的影响
        4.2.2 周围介质对二聚体金银纳米棒光学性质的影响
    4.3 实验与仿真结果对比
    4.4 本章小结
第5章 金银纳米三角片光学性质研究
    5.1 单体金银三角片的光学性质
        5.1.1 边长对单体金银三角片的光学性质的影响
        5.1.2 周围介质对单体金三角片的光学性质的影响
    5.2 蝶形金三角片的光学性质
    5.3 实验与仿真结果对比
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]FDTD模拟金海胆结构的局域等离子体共振[J]. 田翠锋,刘红梅,王萍,孙祝.  山西大同大学学报(自然科学版). 2017(06)
[2]局域表面等离激元[J]. 邵磊,阮琦锋,王建方,林海青.  物理. 2014(05)
[3]基于FDTD的三角形银纳米颗粒阵列等离子共振吸收特性的模拟[J]. 梅菲,杨治杰,许磊,徐进霞,陈志强.  华北水利水电学院学报. 2012(03)
[4]表面等离激元研究新进展[J]. 王振林.  物理学进展. 2009(03)
[5]金纳米球壳光学吸收的Mie理论分析[J]. 吴大建,刘晓峻.  物理学报. 2008(08)

博士论文
[1]金纳米颗粒有序结构的界面自组装及其电磁场耦合增强研究[D]. 刘迪龙.中国科学技术大学 2015
[2]Ag（Au）纳米颗粒三维阵列结构的SERS性能研究[D]. 王明利.燕山大学 2014
[3]几种纳米结构表面等离子体激元光频特性研究[D]. 王乔.大连理工大学 2013
[4]贵金属纳米结构的光学特性和利用表面等离子体增强光学效应的研究[D]. 王丽.浙江大学 2011

硕士论文
[1]贵金属纳米颗粒阵列的双光子诱导荧光特性研究[D]. 刘司洋.华中科技大学 2014
[2]贵金属纳米粒子光学性质的研究[D]. 菅晓光.吉林大学 2011
[3]金微纳米结构表面等离子体效应研究[D]. 范晓萌.江苏大学 2010
[4]金属纳米颗粒的形状对表面等离子体共振特性的调制研究[D]. 张妹景.电子科技大学 2010
[5]周期性贵金属纳米颗粒阵列的制备及其光学性质的研究[D]. 王凯.华中科技大学 2008



本文编号：3194191