利用经典电磁理论和量子修正模型理论研究量子等离激元

发布时间：2024-04-21 01:57

　　电磁辐射能够与等离激元体系相互作用而引起金属纳米粒子中传导电子的群体震荡,这就是产生所谓的局域表面等离激元共振(SPR)。最近,SPR己经从一个相当深奥的物理现象发展成为一种光学工具,它广泛用于需要调查界面特征的物理,化学和生物学研究中。纳米结构的光学性质不仅极大地取决于纳米粒子的外形、尺寸和组成,也与邻近的纳米粒子的相互作用有关。纳米粒子可以与周围的粒子相互耦合从而形成纳米粒子聚集体。在众多的能产生等离激元的纳米结构中,最简单并且被研究的最多的是纳米粒子二聚体。在两个相互作用的纳米粒子间隙,局域场能得到更大的增强。这种局域场增强现象已被广泛应用于许多实际的应用当中,例如它们已经运用于信号检测、光学纳米天线、高次谐波、能量采集等领域。此外,多个纳米粒子间形成链状耦合结构己被证实是一种纳米尺度光学波导和聚集的好方法。理论研究需要跟上实验的进步,从微观角度深入理解金属纳米粒子之间的电磁耦合对其光学性质的影响对设计针对特定应用的纳米结构起着至关重要的作用。目前,理论描述由多个纳米粒子组成的纳米结构的光学响应绝大多数仍由经典电磁理论模型(CEM)来完成,但这种处理方法假设纳米粒子间的界面是突变...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１?Ｙｅｅ元胞．??分，中心差分具有更高的精度

?（２．１６）??满足方程式（２．１５）和（２．１６）的一种方式是相互移动场组分，也就是所谓的Ｙｅｅ法。??如图２．１。关于这个结果的证明可参考文献［１１］。??１３??

图２．２?ＱＣＭ的量子力学输入

结的尺寸／之间保持近似指数相关，这是典型的隧穿过程。对于小的间隙距离／，势??垒将变低，则电子能够直接越过势垒而从一个金属隧穿到另一个金属上。透射概率??在当间隙逐渐消失的情况下趋近于１，预示着连续固体的形成。图２．２也表明，与高估??势垒一致的是，ＤＦＴＬＤＡ得到的透射概率太小....

图２．３?ＱＣＭ中使用的有效介质的描述

到由真空间隔的金面的结果，红色表示考虑长程像－电荷相互作用，蓝色表示不考??虑长程像－电荷相互作用。??面。图２．３显示了关于Ａｕ（Ｗｐ＝９．０６５ｅＶ，７ｐ＝０．０７０８ｅＶ）的７ｇ结果，在这里考虑了包括长??程相互作用（等式（２．４２）和等式（２．４３），红色）的的结果，或者....

图３．１计算中使用的拟合介电常数与实验数据之间的比较

＾?Ｖ??０?ｄ??图３．２?ＱＣＭ的具体实施过程示意图。??３．３金纳米粒子二聚体的光谱性质以及场强性质??首先，我们将关注点集中在金纳米粒子二聚体，其是由两个完全相同的金纳米??粒子组成，具有相同的半径ｒ＝５．〇ｎｍ，两个纳米粒子之间间隔不同的距离。入射电??场￡■〇沿着二聚....

本文编号：3960246