石墨烯条带等离激元的调控以及石墨烯孔洞等离激元的转化方式

发布时间：2021-10-27 12:08

　　石墨烯是第一种真正意义上的二维材料,它具有线性色散关系,载流子为无质量的狄拉克费米子,为研究低维体系提供了良好的平台。表面等离激元是金属中常见的元激发,它束缚于金属表面并造成强烈的场增强,在表面增强拉曼散射等领域有重要作用。两者的结合,即石墨烯等离激元,弥补了金属等离激元在中红外到太赫兹波段耗散严重束缚弱等缺点,又具有费米面连续可调性,是当前凝聚态的研究热点。石墨烯是单原子层材料,它的等离激元性质容易受到周围介电环境的影响,因此如何通过改变介电环境对石墨烯等离激元性质进行调控是重要的研究方向。另外,由于等离激元的产生,厚金属孔洞中存在透射增强而薄金属孔洞中因为上下表面耦合存在透射抑制,那么对于石墨烯这种单原子层材料做成的孔洞结构,在等离激元产生时它会表现出怎样的透射行为?等离激元的能量在这种结构中会如何转化?本文用商业软件COMSOL进行数值模拟,研究了介电环境对石墨烯等离激元的影响以及石墨烯孔洞结构中等离激元的能量转化方式,内容分为以下三个部分:第一章,我们介绍了石墨烯的晶格结构、能带结构以及光学性质。然后介绍了金属等离激元中的表面等离极化激元和局域表面等离激元。最后讨论了石墨烯等离... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 石墨烯
        1.1.1 石墨烯简介
        1.1.2 石墨烯的晶格和能带结构
        1.1.3 石墨烯的光学性质
        1.1.4 石墨烯的输运性质
        1.1.5 石墨烯的制备
        1.1.6 石墨烯的表征
    1.2 金属等离激元
        1.2.1 金属体等离激元
        1.2.2 表面等离极化激元
        1.2.3 局域表面等离激元
    1.3 石墨烯等离激元
        1.3.1 石墨烯等离激元的基本性质
        1.3.2 石墨烯等离激元的远场激发
        1.3.3 石墨烯等离激元的近场激发和实空间成像
    1.4 数值模拟简介
    参考文献
第2章 利用边缘介电环境调控石墨烯条带等离激元
    2.1 研究背景
        2.1.1 介电环境对石墨烯等离激元的影响
        2.1.2 石墨烯等离激元与基底表面光学声子的耦合
        2.1.3 本章研究目的
    2.2 数值模拟的基础
        2.2.1 数值模拟的理论背景
        2.2.2 周期性结构中的衍射级
        2.2.3 网格剖分和模型收敛性
    2.3 金属和石墨烯的数值模拟
        2.3.1 金属等离激元的数值模拟
        2.3.2 石墨烯的电导率
        2.3.3 石墨烯条带等离激元的数值模拟
    2.4 边缘介电环境调控硅基底上的石墨烯条带等离激元
    2.5 边缘介电环境调控二氧化硅基底上的石墨烯条带等离激元
    2.6 本章小结
    参考文献
第3章 石墨烯孔洞阵列中等离激元的转化方式
    3.1 研究背景
        3.1.1 金属孔洞的透射增强
        3.1.2 金属孔洞的透射抑制
        3.1.3 本章的研究目的
    3.2 石墨烯孔洞的数值模拟
    3.3 石墨烯孔洞的样品制备
    3.4 本章小结
    参考文献
致谢
攻读硕士期间发表论文情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]表面等离激元研究新进展[J]. 王振林.  物理学进展. 2009(03)

博士论文
[1]石墨烯大规模机械剥离制备和石墨烯高性能发声器[D]. 张梓晗.中国科学技术大学 2017



本文编号：3461571