电介质纳米结构中法诺共振效应的研究

发布时间：2017-08-09 02:08

  本文关键词：电介质纳米结构中法诺共振效应的研究

  更多相关文章： 电介质 法诺共振 时域差分有限法 暗态 明态

【摘要】：金属纳米结构中的局域表面等离激元共振具有独特的光学特性。合理地控制纳米结构的结构参数或者激发条件可以使表面等离激元共振的不同模式(明态和暗态)之间发生相消干涉,从而产生法诺共振效应。表面等离激元体系中的法诺共振可以非常有效地抑制辐射损耗。但是,金属材质本身具有较大的非辐射损耗(例如欧姆损耗)限制了其相关应用性能的进一步提高。此外,一般情况下表面等离激元体系中产生法诺共振需要破坏对称性,体系结构复杂,不易制备,同时也会造成光学响应依赖入射场偏振方向。故如何克服金属纳米结构非辐射损耗的影响,并采用简单的结构产生与偏振无关的法诺共振效应,是提高相关器件性能亟需研究的内容。我们通过研究发现,用高折射率电介质材料替代金属可以很有效地解决上述问题。通过调整电介质纳米颗粒的结构参数,可以激发起多个暗态,因此能够产生法诺共振甚至多重法诺共振效应。另外,电介质材质本身固有的非辐射损耗很低,因此在其中产生的法诺共振不仅可以抑制辐射损耗,还能非常有效地抑制非辐射损耗。研究表明,单个硅纳米盘中的亚辐射模式EH12δ的激发导致强法诺共振效应的产生。通过调节纳米盘的半径可以激发高阶亚辐射模式(EH13δ和EH14δ),从而产生多重法诺共振效应。值得注意的是,在其中产生的法诺共振不依赖于延迟效应,即使在非常薄的纳米盘中一样也能产生具有很强调制深度的法诺共振效应。此外,在电介质材质的三角形、正方形和长方形纳米盘等结构中都可以产生类似效应。结构的简单和高度对称性使得这些电介质纳米颗粒在生物传感和光电子学领域中有非常重要的应用。
【关键词】：电介质 法诺共振 时域差分有限法 暗态 明态
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 研究的背景和意义9-10
• 1.2 研究思路10-11
• 1.3 本论文的结构11-13
• 第二章 电介质纳米颗粒及法诺共振概述13-21
• 2.1 电介质纳米颗粒的性质13
• 2.2 法诺共振13-19
• 2.2.1 法诺共振概念及产生的机理13-14
• 2.2.2 产生法诺共振的途径14-16
• 2.2.3 法诺共振的特性及应用16-19
• 2.3 本章小结19-21
• 第三章 时域有限差分法21-29
• 3.1 时域有限差分的背景和特点21-22
• 3.2 时域有限差分法的基本方程22-26
• 3.2.1 Maxwell方程组和Yee元胞22-24
• 3.2.2 时域有限差分法的基本差分方程24-26
• 3.2.3 时域有限差分法边界条件和完全匹配层吸收边界26
• 3.3 本章小结26-29
• 第四章 单个结构高度对称的电介质硅纳米盘中的强法诺共振效应29-43
• 4.1 电介质圆形纳米盘谐振器中的电磁共振模式29-31
• 4.2 单个圆形硅纳米盘中的法诺共振31-36
• 4.3 耦合振子模型36-38
• 4.4 多重法诺共振和加入基底时硅纳米盘的光学特性38-41
• 4.5 本章小结41-43
• 第五章 总结与展望43-45
• 5.1 工作总结43
• 5.2 未来的展望43-45
• 参考文献45-53
• 致谢53-55
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文55

【相似文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 伍铁生;刘玉敏;俞重远;叶寒;彭益炜;张文;;单缺陷纳米腔中的法诺共振现象及其传感特性研究[A];第十六届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2014年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 本报驻罗马记者 陈晓晨;意大利悼念“罗马的歌者”[N];光明日报;2013年

2 曾进 译;美国反烟运动遭遇资金短路[N];经理日报;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 蔡东进;电介质纳米结构中法诺共振效应的研究[D];太原理工大学;2016年

2 黄运欢;贵金属纳米颗粒聚合体中多重法诺共振效应的研究[D];太原理工大学;2015年

3 刘庭卓;金属纳米结构的表面等离激元性质和法诺谐振[D];陕西师范大学;2014年

，

本文编号：643028