電介質(zhì)納米結(jié)構(gòu)中法諾共振效應(yīng)的研究.pdf

1、金屬納米結(jié)構(gòu)中的局域表面等離激元共振具有獨(dú)特的光學(xué)特性。合理地控制納米結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)或者激發(fā)條件可以使表面等離激元共振的不同模式（明態(tài)和暗態(tài)）之間發(fā)生相消干涉，從而產(chǎn)生法諾共振效應(yīng)。表面等離激元體系中的法諾共振可以非常有效地抑制輻射損耗。但是，金屬材質(zhì)本身具有較大的非輻射損耗（例如歐姆損耗）限制了其相關(guān)應(yīng)用性能的進(jìn)一步提高。此外，一般情況下表面等離激元體系中產(chǎn)生法諾共振需要破壞對(duì)稱性，體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易制備，同時(shí)也會(huì)造成光學(xué)響應(yīng)依賴入射

2、場(chǎng)偏振方向。故如何克服金屬納米結(jié)構(gòu)非輻射損耗的影響，并采用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生與偏振無(wú)關(guān)的法諾共振效應(yīng)，是提高相關(guān)器件性能亟需研究的內(nèi)容。我們通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，用高折射率電介質(zhì)材料替代金屬可以很有效地解決上述問(wèn)題。通過(guò)調(diào)整電介質(zhì)納米顆粒的結(jié)構(gòu)參數(shù)，可以激發(fā)起多個(gè)暗態(tài)，因此能夠產(chǎn)生法諾共振甚至多重法諾共振效應(yīng)。另外，電介質(zhì)材質(zhì)本身固有的非輻射損耗很低，因此在其中產(chǎn)生的法諾共振不僅可以抑制輻射損耗，還能非常有效地抑制非輻射損耗。
　　研究表明，

3、單個(gè)硅納米盤(pán)中的亞輻射模式 EH12δ的激發(fā)導(dǎo)致強(qiáng)法諾共振效應(yīng)的產(chǎn)生。通過(guò)調(diào)節(jié)納米盤(pán)的半徑可以激發(fā)高階亞輻射模式（EH13δ和 EH14δ），從而產(chǎn)生多重法諾共振效應(yīng)。值得注意的是，在其中產(chǎn)生的法諾共振不依賴于延遲效應(yīng)，即使在非常薄的納米盤(pán)中一樣也能產(chǎn)生具有很強(qiáng)調(diào)制深度的法諾共振效應(yīng)。此外，在電介質(zhì)材質(zhì)的三角形、正方形和長(zhǎng)方形納米盤(pán)等結(jié)構(gòu)中都可以產(chǎn)生類似效應(yīng)。結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單和高度對(duì)稱性使得這些電介質(zhì)納米顆粒在生物傳感和光電子學(xué)領(lǐng)域中有非常重