基于金屬納米顆粒光熱效應(yīng)的空間溫度分布調(diào)控.pdf

1、在外界光場的驅(qū)動下，金屬納米顆粒表面自由電子能夠集群運動，形成局域表面等離子激元振蕩(localized surface plasmons resonance)。這種振蕩模式能夠強烈地捕獲入射光并將其轉(zhuǎn)化為熱能，形成納米熱源，由于其產(chǎn)熱效率高、操控靈活、高度局域化等特點，成為表面等離激元光學(xué)研究的一個重要方向。在癌癥治療、化學(xué)催化、熱成像、熱調(diào)制、光學(xué)吸收器等領(lǐng)域顯示出光明的應(yīng)用前景。同時，由納米熱源激發(fā)的一系列微秒的物理化學(xué)過程也引起

2、人們的極大興趣，而要操控這些過程，就需要能動態(tài)地遠(yuǎn)程控制納米尺度空間上的溫度分布。
　　在本文中，我們利用金屬納米顆粒組裝體獨特的光學(xué)性質(zhì)，提出了一種能靈活調(diào)控納米尺度空間溫度分布的方法。我們發(fā)現(xiàn)通過旋轉(zhuǎn)入射光的偏振方向，可以在等離激元組裝體中動態(tài)地分配熱源，從而引導(dǎo)納米尺度空間上的溫度重新定位和分布。本文主要做了兩方面的工作。
　　第一個方面研究了納米顆粒集群的光學(xué)性質(zhì)。首先研究了二聚體的光學(xué)性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)其支持的gap模式吸

3、收強度對偏振方向非常敏感;接著以三聚體為例，全面研究了三聚體光學(xué)吸收特性，發(fā)現(xiàn)在gap模式的共振波長上，三個球體呈現(xiàn)出很大吸收對比度，而這種吸收對比度由偏振方向決定，由此可以通過調(diào)節(jié)入射光偏振方向來分配三個顆粒之間的熱量。
　　第二個方面研究了納米顆粒組裝體在吸收光能后的熱傳輸效應(yīng)。計算了三聚體顆粒溫度分布，發(fā)現(xiàn)在納米尺度的間隔內(nèi)，三個顆粒之間仍然可以實現(xiàn)很大的溫度差值。接著研究了三聚體結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對顆粒之間溫度差值的影響，發(fā)現(xiàn)顆