金属纳米结构中表面等离激元的耦合效应及其传感性能研究

发布时间：2020-12-29 18:04

　　表面等离激元（Surface Plasmons,SPs）是金属中自由电子的集体振荡,并具有一系列独特的光学性质,例如对光的选择性吸收与散射、局域电磁场增强、电磁波的亚波长束缚等。近年来,随着对纳米结构的研究不断深入,人们发现表面等离激元金属纳米结构在生物传感、超快光信息处理、全光学纳米器件以及特异性材料等方面都有着广泛的应用前景。论文首先从表面等离激元的基础概念、特点、现象以及当前表面等离激元学领域的最新研究进展进行介绍。接着,通过对该领域的研究进展的学习和探索,系统介绍了基于金属纳米结构中表面等离激元共振传感器应用的相关原理以及应用技术。最后,本论文创新性地提出了两种具有高传感性能的表面等离激元金属纳米结构的设计方案。论文内容包括以下两个方面:1.提出通过将金属纳米颗粒阵列置于法布里-珀罗（Fabry-Pérot,FP）共振微腔中可以实现具有高灵敏度的生物传感器。我们研究表明,当调节FP共振微腔的高度使FP腔中的光腔模式的位置与金属纳米颗粒的局域表面等离激元共振位置重合时,它们将发生强烈的耦合从而在反射光谱中产生两个超窄线宽的杂化等离激元模式。当这两种模式被激发时,金属纳米颗粒周围的... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

金属纳米结构的局域表面等离激元

上面为Kretschmann结构，下面为Otto结构

在各个领域都会掀起狂澜[21-23]。图 1.3 介电常数和磁导率组成的象限图1.3.1 负折射材料简介负折射材料是指在一定的频段下同时具有负介电常数ε和负磁导率μ的材料，又称作双负材料。电磁学中，在介质中传输的电磁波必须满足波动方程，即 Helmhholtz 方程：2 22 200Ε+k ΕΒ+k Β （1.1）其中2 2 2r 0 r0k = w με = w ，由以上公式可得，当介电常数ε 和磁导率 μ 正负相同时，即2k 0，对电磁波具有意义。根据 Maxwell 方程组可得：Κ×Ε=ωμΗ Κ×Η =-ωεΕ （1.2）Κ×Ε=0 Κ×Η =0 （1.3）由上式可知，在负折射率介质中电磁波的波矢量Κ、电场强度Ε、和磁场强度Η三者是互相垂直的，但是在负折射率介质中E、Η、Κ三者呈左手螺旋关系，与常规介质中 、

【参考文献】：
期刊论文
[1]Ultrasensitive terahertz metamaterial sensor based on vertical split ring resonators[J]. WEI WANG,FENGPING YAN,SIYU TAN,HONG ZHOU,YAFEI HOU.  Photonics Research. 2017(06)
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[3]表面等离激元——机理、应用与展望[J]. 童廉明,徐红星.  物理. 2012(09)
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[5]表面激元共振传感器的发展及应用[J]. 张征林,刘凌云,陆祖宏.  传感技术学报. 1999(04)

博士论文
[1]表面等离激元纳米光子学中的偏振态研究[D]. 谢玉波.南京大学 2016



本文编号：2946058