金属-介质结构材料的设计及在农残、重金属检测中的应用研究

发布时间：2023-03-30 02:56

　　随着微加工技术的发展,光学超材料已经成为人们研究的热点领域。金属-介质是超材料的重要组成单元,在金属-介质型超表面中,由于光子和电子在金属-介质界面上的完美结合,激发了表面等离子体激元。在金属-介质-金属结构中,上下金属-介质界面处产生反向平行的表面等离子体激元波形成电流环,产生了磁偶极子共振。它可以使电磁场强局域在很小的体积内,增强了光与物质的相互作用。民以食为天,名目繁多的有机磷农药或重金属的使用已经给人类的生命健康造成了极大的威胁。运用金属-介质结构材料进行生物探测能够克服传统手段存在的操作复杂、检测成高、不能实时检测等问题。本文通过仿真和实验对可见光-红外波段金属-介质-金属超表面进行研究,并初步应用于有机磷农药敌百虫和重金属Hg²⁺的检测中。论文主要分为以下几部分:1.在可见光波段,利用上海光源软X射线干涉光刻辅助其他微加工工艺制备了Au/SiO₂/Au周期性纳米颗粒阵列结构。通过实验测试和仿真分析发现,该阵列结构的吸收峰呈现法布里-珀罗腔模式以及由电模式和磁模式相耦合形成的Fano共振。2.在结构设计的基础上,在红外波段,通过无掩...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 超材料与超表面
    1.2 金属-介质-金属磁超表面
        1.2.1 金属-介质磁超表面的概述
        1.2.2 金属-介质磁超表面中的表面等离激元现象
        1.2.3 金属-介质-金属磁超表面中的本征模
    1.3 基于表面等离子体激元和折射率变化的生物检测技术
    1.4 国内外研究现状
    1.5 本文研究内容
第二章 仿真和实验设备
    2.1 仿真软件
    2.2 样品制备与表征设备
        2.2.1 样品刻写设备
        2.2.2 薄膜制备设备
        2.2.3 样品表征设备
    2.3 本章小结
第三章 金属-介质-金属磁超表面
    3.1 可见光波段金属-介质-金属超表面的设计研究
        3.1.1 样品制备
        3.1.2 样品测试与分析
    3.2 红外波段金属-介质-金属超表面的设计研究
        3.2.1 样品设计
        3.2.2 样品制备
        3.2.3 样品测试与分析
    3.3 本章小结
第四章 金属-介质结构在农药和重金属检测中的应用
    4.1 金属-介质双层膜在有机磷农药检测中的应用
        4.1.1 样品制备
        4.1.2 测试分析
    4.2 金属-介质-金属磁超表面在Hg²⁺检测中的应用初探
        4.2.1 样品制备
        4.2.2 测试分析
    4.3 金属-介质-金属磁超表面在红外波段对有机磷农药的检测初探
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 未来工作展望
参考文献
在读期间发表的学术论文及研究成果
致谢



本文编号：3775043