应变诱导调控柔性等离子体光学性能研究

发布时间：2023-06-01 02:05

　　贵金属纳米材料具有许多不同于宏观材料的物理及化学性质,在传感器、电子器件、生物医疗、光学、纳米催化等方面均有着广泛的应用前景。金属表面的自由电子在外界电磁场作用下产生的局域表面等离子体共振效应作为纳米颗粒光学性质的理论基础,使贵金属尤其是金、银纳米材料具有多方面的光学应用,其中将大面积纳米结构整合到柔性基底上得到柔性等离子体对制备柔性光学器件具有重要的指导意义。本论文依次讨论了贵金属及贵金属纳米颗粒的光学特性、表面等离子激元的基本理论,并完成了以下工作:首先介绍了时域有限差分算法的基本原理,同时利用这种数值仿真方法对单个金纳米球、金纳米棒及金纳米立方的局域表面增强和对入射光的散射性质进行了定性计算,并验证了仿真结果与理论模型是相吻合的。接着对双金纳米粒子体系进行模拟,探究了间距和组装方式对不同形状纳米结构光学性质及电场分布的影响,并将其作为研究应变控制等离子体效应的理论基础。不同类型的金纳米结构可以整合到柔性基底上,用于制备柔性光学纳米薄膜,通过应变诱导控制纳米颗粒之间的距离,进而利用三维时域有限差分的方法建立外力可调控的柔性纳米结构等离子体效应和表面增强拉曼的物理增强因子变化模型。随...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景介绍
    1.2 贵金属纳米粒子光学性质
        1.2.1 纳米材料简介
        1.2.2 局域表面等离子体共振效应
        1.2.3 贵金属纳米材料在光学方面应用
    1.3 表面增强拉曼散射效应简介
        1.3.1 表面增强拉曼效应机理
        1.3.2 贵金属纳米结构在表面增强拉曼中的应用
    1.4 柔性等离子体调控的研究现状
        1.4.1 柔性等离子体效应调控机理
        1.4.2 柔性等离子体纳米结构调控研究进展
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 贵金属纳米结构光学基本原理
    2.1 贵金属纳米结构光学理论模型
        2.1.1 Drude模型
        2.1.2 洛伦兹模型
        2.1.3 Debye模型
    2.2 贵金属纳米结构光学特性
    2.3 表面等离子激元的理论基础
    2.4 贵金属纳米结构光学数值仿真方法
        2.4.1 有限元算法
        2.4.2 离散偶极近似算法
        2.4.3 时域有限差分算法
    2.5 本章小结
第3章 单纳米粒子表面等离子体光学特性研究
    3.1 引言
    3.2 单纳米球表面等离子体的光学特性
        3.2.1 米氏散射理论
        3.2.2 单纳米球光学特性的数值仿真研究
    3.3 单纳米棒表面等离子体的光学特性
        3.3.1 甘氏散射理论
        3.3.2 单纳米棒光学特性的数值仿真研究
    3.4 单纳米立方表面等离子体光学特性的数值仿真研究
    3.5 本章小结
第4章 不同纳米结构表面等离子体耦合效应光学特性研究
    4.1 引言
    4.2 等离子体耦合效应简介
    4.3 球形纳米结构等离子体共振耦合光学特性数值仿真研究
    4.4 棒状纳米结构等离子体共振耦合光学特性数值仿真研究
        4.4.1 双纳米棒的S-S结构
        4.4.2 双纳米棒的E-E结构
    4.5 立方体纳米结构等离子体共振耦合光学特性数值仿真研究
        4.5.1 双纳米立方的F-F结构
        4.5.2 双纳米立方的E-E结构
    4.6 本章小结
第5章 应变诱导调控柔性等离子体效应光学特性研究
    5.1 引言
    5.2 应变诱导调控等离子体效应基本原理
    5.3 应变调控柔性纳米结构表面等离子体的光学性能
        5.3.1 各向同性纳米结构应变诱导调控光学特性的数值仿真研究
        5.3.2 各向异性纳米结构应变诱导调控光学特性的数值仿真研究
    5.4 应变调控柔性纳米结构的SERS活性研究
        5.4.1 各向同性柔性纳米结构应变调控SERS活性的数值仿真研究
        5.4.2 各向异性柔性纳米结构应变调控SERS活性的数值仿真研究
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3826436