典型納米結(jié)構(gòu)非局域化光學(xué)特性研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，納米結(jié)構(gòu)材料的可加工，納米結(jié)構(gòu)因其表面特有的表面等離激元特性而越來(lái)越受到人們的關(guān)注。尤其納米結(jié)構(gòu)的表面等離子體能反應(yīng)其光學(xué)特性。在外加激勵(lì)源情形下，金屬中的自由電子與空氣表面發(fā)生共振而引起表面等離激元(SPP)。而等離子體光學(xué)就是基于金屬納米結(jié)構(gòu)中傳導(dǎo)電子與電磁輻射交互作用而引起的一種低于波長(zhǎng)尺度的近場(chǎng)光學(xué)增強(qiáng)效應(yīng)。在實(shí)際應(yīng)用中如太陽(yáng)能電池，由于金屬特殊的光學(xué)特性，能夠在一定條件下激勵(lì)出表面等離子體激元引起

2、共振現(xiàn)象，通過(guò)改變金屬薄膜厚度、周?chē)橘|(zhì)和金屬的周期性結(jié)構(gòu)等參數(shù)，都可以大幅度提高納米薄膜的電磁透射效率。在其他方面其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，例如在生物傳感器、近場(chǎng)顯微技術(shù)和表面局域和近場(chǎng)增強(qiáng)特性，超分辨成像以及納米級(jí)的光電器件制造等領(lǐng)域。
　　本文的研究工作主要是圍繞基于表面等離子體共振，在不同的貴金屬納米結(jié)構(gòu)的表面產(chǎn)生的局域和非局域化光學(xué)特性。本文主要分為以下三個(gè)內(nèi)容:
　　首先介紹研究的背景，并介紹了表面等離子體和納米結(jié)構(gòu)的

3、光學(xué)特性參數(shù)等基本理論概念。
　　其次主要介紹了計(jì)算貴金屬納米結(jié)構(gòu)光學(xué)特性的數(shù)值仿真算法，著重介紹了時(shí)域有限差分算法(FDTD)的基本原理和基本方法。引入了模擬貴金屬介電常數(shù)的幾種模型，通過(guò)采用Drude和Lorentz模型，對(duì)貴金屬的介電常數(shù)進(jìn)行擬合。介紹了貴金屬納米結(jié)構(gòu)的局域(local)和非局域(nonlocal)的特性。結(jié)合FDTD算法，在不同介電常數(shù)模型下，得到了電場(chǎng)和磁場(chǎng)的具體差分公式，并利用后處理技術(shù)得出吸收截面、散