新型金屬微納結(jié)構(gòu)的設(shè)計、制備及其應(yīng)用研究.pdf

1、金屬微納結(jié)構(gòu)由于其獨特的光學性質(zhì)，引起了國內(nèi)外學者的研究熱潮。這些結(jié)構(gòu)的光學性質(zhì)通常都與表面等離激元密切相關(guān)，通過對金屬微納結(jié)構(gòu)的適當設(shè)計，我們可以在納米尺度上對光學性質(zhì)進行“修飾”，因此設(shè)計與制備新穎的金屬微納結(jié)構(gòu)具有重大的意義。本文圍繞新型金屬微納結(jié)構(gòu)的設(shè)計、制備及其應(yīng)用展開了深入的研究，論文內(nèi)容主要包括以下兩個方面：
　　一、利用基于有限元方法的Comsol Multiphysics商業(yè)計算軟件，我們理論研究了置于襯底中的金

2、屬納米顆粒構(gòu)成的二維周期性陣列中局域表面等離激元(LSP)共振通過遠場耦合產(chǎn)生的Fano共振現(xiàn)象。研究結(jié)果表明，要實現(xiàn)金屬納米顆粒周期陣列中的Fano共振，必須同時具備以下三個條件：（1）陣列周期產(chǎn)生的衍射表面波與金屬納米顆粒LSP共振的位置要接近；（2）金屬納米顆粒周期陣列必須處于均勻的環(huán)境媒質(zhì)中；（3）衍射表面波與金屬納米顆粒 LSP共振這兩種不同線寬的模式必須具有相同的電場分量；當 Fano共振模被激發(fā)時，其局域電場增強能達到單個

3、納米顆粒LSP共振的110倍。這種雜化Fano共振模具有較窄的帶寬及顯著增強的電場，在高效生物傳感、表面增強拉曼散射、光學開關(guān)、光學調(diào)制及非線性光子學等領(lǐng)域中有著潛在的應(yīng)用前景。
　　二、利用膠體晶體輔助的納米球刻印、反應(yīng)離子刻蝕及磁控濺射技術(shù)，我們制備了間距可控的三角金屬納米顆粒周期陣列，對制備的樣品進行了光學表征，表征結(jié)果顯示隨著反應(yīng)離子刻蝕時間的增加，三角金屬納米顆粒周期陣列中顆粒間的間距會逐漸減小，從而使金屬納米顆粒間的電