石墨烯纳米结构的局域表面等离激元共振特性研究
本文关键词：石墨烯纳米结构的局域表面等离激元共振特性研究 出处：《陕西师范大学》2016年硕士论文 论文类型：学位论文
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【摘要】：石墨烯是一种由碳原子以sp~2杂化轨道组成的六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜。独特的二维结构赋予石墨烯很多特殊的优异性质,如超强的导电性、优异的力学性质、独特的光学性质以及热学性质。局域表面等离激元(Localized Surface Plasmon, LSP)是指石墨烯表面自由移动的电子形成的集体振荡与入射的光子相互作用而形成的特殊的电磁模式,且电磁振荡局限于微纳结构表面。石墨烯微纳结构的局域表面等离激元共振(Localized surface Plasmon Resonance, LSPR)具有很强的局域场效应,会使一些特殊的光学效应广泛地应用于生物化学传感、信息通信、军事等领域。本文就石墨烯纳米结构的LSPR特性展开研究,设计了石墨烯楔形膜(GWSF)阵列与石墨烯类朵儿门(GPD)阵列,并应用数值计算仿真模拟软件COMSOL Multiphysics系统地研究其LSPR特性。主要内容和结果如下：(1)石墨烯楔形膜结构是由上层楔形和下层膜组成。本文研究了GWSF结构的LSPR特性,并讨论了结构参数和费米能级对其LSPR特性的影响。研究发现：高阶模式出现在短波长处,偶极子模式出现在长波长处。并且,GWSF结构的LSPR特性强烈地依赖于结构参数以及费米能级,改变结构参数和费米能级,共振模式蓝移或红移。因此,可以将该结构应用到探针、滤波器等方面。(2)石墨烯类朵儿门结构是由三个相互垂直的矩形组成的类朵儿门结构。本文研究该结构的双法诺共振以及结构参数和费米能级对双法诺共振的影响。研究发现：电场极化作用直接激发GPD的一个亮模式,电场耦合作用间接激发其两个暗模式,产生双法诺共振效应。并且,改变结构参数和费米能级可以实现对三个共振模式的单独调节。因此,此结构在传感器、滤波器等方面具有重要意义。
【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ127.11;TB383.1
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，本文编号：1330547
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