石墨烯等离激元分子可调谐电磁性质的研究

发布时间：2022-02-22 16:00

　　金属表面能够存在一种能够突破衍射极限的电磁波,通常被称为表面等离极化激元（Surface Plasmon Polaritons,SPPs）。与原子和分子系统相似,表面等离激元分子（Plasmonic Molecules,PMs）是以SPP为基础,通过各个等离激元个体之间的相互作用形成一个整体的共有化纳米结构。通常人们利用传统的贵金属材料（金或银）来构成PMs并且各种不同纳米结构的PMs已被广泛研究。但是,由贵金属材料构成的PMs存在着许多缺陷,例如欧姆损耗大等。其中最为关键的缺点在于一旦纳米结构确定,PMs的电磁特性无法进一步进行调节。石墨烯作为一种新型材料可以支持SPPs并且具有较低的欧姆损耗以及较高的限制能力。其最大优势在于石墨烯的SPPs在结构固定的情况下可以通过调节石墨烯化学势等参数进一步调节其电磁行为。由石墨烯构成的PMs具有很大的潜力,然而在有关这方面的研究还十分欠缺。本论文利用商用软件,研究了由不同石墨烯多聚体结构组成的石墨烯PMs的电磁特性。论文的主要研究内容和结论如下:1.构造了石墨烯四聚体结构和石墨烯五聚体结构,通过分析本征模式和消光光谱,可以发现改变石墨烯纳米盘之... 

【文章来源】：华侨大学福建省

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 石墨烯
        1.2.1 石墨烯概述
        1.2.2 石墨烯结构和特性
        1.2.3 石墨烯表面电导率
        1.2.4 石墨烯SPPs波色散关系
    1.3 表面等离激元分子
        1.3.1 表面等离激元分子发展历程
        1.3.2 基于石墨烯的表面等离激元分子
        1.3.3 法诺共振
    1.4 本论文的研究内容和章节安排
第2章 数值分析方法与仿真模型
    2.1 有限元法
        2.1.1 有限元法的原理
        2.1.2 有限元法软件
    2.2 表面等离激元分子分析方法
        2.2.1 二维模型的本征频率和品质因子Q
        2.2.2 三维模型的消光光谱及光场分布
        2.2.3 石墨烯模型
    2.3 本章总结
第3章 基于石墨烯四聚体和五聚体PMs的性质探究
    3.1 模型结构
    3.2 石墨烯四聚体的本征频率和品质因子
    3.3 石墨烯四聚体的消光光谱
    3.4 基于石墨烯五聚体的法诺共振的产生及相关性质
    3.5 法诺共振的折射率传感效应
    3.6 本章小结
第4章 基于石墨烯六聚体的传感器设计
    4.1 中心石墨烯纳米盘半径
    4.2 法诺共振子模式的分解
    4.3 中心石墨烯纳米盘化学势
    4.4 石墨烯弛豫时间
    4.5 优化后的石墨烯六聚体的传感效应
    4.6 本章小结
第5章 基于石墨烯十三聚体光电性质的研究
    5.1 D_(6h)对称结构
    5.2 D_(12h)对称结构
    5.3 D_(3h0对称结构
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 本论文工作总结
    6.2 未来展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与科研成果
    1.个人简历
    2.在学期间发表的学术论文
        A.第一作者学术论文
        B.非第一作者学术论文
    3.在学期间参加的研究项目
    4.在学期间参加的学术活动
    5.在学期间获奖情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯掺杂的研究进展[J]. 张芸秋,梁勇明,周建新.  化学学报. 2014(03)
[2]拉曼光谱在石墨烯结构表征中的应用[J]. 吴娟霞,徐华,张锦.  化学学报. 2014(03)
[3]石墨烯/碳纳米管复合材料的制备及应用进展[J]. 赵冬梅,李振伟,刘领弟,张艳红,任德财,李坚.  化学学报. 2014(02)
[4]石墨烯研究进展[J]. 徐秀娟,秦金贵,李振.  化学进展. 2009(12)



本文编号：3639779