金納米多聚體結(jié)構(gòu)的Fano共振和傳感特性的理論研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、納米光刻技術(shù)的發(fā)展，金屬納米粒子多聚體特有的表面等離激元表現(xiàn)出很大的優(yōu)越性，當(dāng)入射光的頻率與金屬納米結(jié)構(gòu)相匹配時(shí)，結(jié)構(gòu)中蘊(yùn)含的光子能量被大幅度吸收，發(fā)生局域表面等離激元共振。特別是金和銀等貴金屬，由它們組成的納米粒子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的局域表面等離激元共振效應(yīng)較強(qiáng)，形成的Fano共振能夠降低能量損耗，得到較高的電場(chǎng)，與Fano共振相關(guān)的結(jié)構(gòu)可調(diào)性、傳感特性等也表現(xiàn)出很大的應(yīng)用潛力。本文設(shè)計(jì)了三種不同的納米粒子多聚體，研究了每個(gè)結(jié)構(gòu)

2、的Fano共振特性以及在傳感、表面增強(qiáng)拉曼散射等方面的應(yīng)用。本文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下三部分:
　　1、設(shè)計(jì)了由不對(duì)稱劈裂環(huán)組成的七聚體，研究了消光光譜中多個(gè)Fano共振的產(chǎn)生原理，分析了Fano共振隨劈裂環(huán)不對(duì)稱程度改變的變化。利用對(duì)巰基苯胺作為檢測(cè)分子，研究了結(jié)構(gòu)對(duì)表面檢測(cè)分子大小、環(huán)境變化的靈敏度。通過(guò)將中間納米環(huán)向三個(gè)不同方向移動(dòng)，以及將對(duì)巰基苯胺作為擾動(dòng)分子，討論了結(jié)構(gòu)本身及結(jié)構(gòu)對(duì)擾動(dòng)分子的魯棒性，對(duì)研究劈裂環(huán)多聚體的各

3、種性質(zhì)有指導(dǎo)意義。
　　2、由納米棒或納米球等組成的多聚體能夠產(chǎn)生尖銳的Fano共振，本文設(shè)計(jì)了一種由完全相同的兩個(gè)單層納米棒組成的雙層耦合等離子系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)兩層結(jié)構(gòu)之間的耦合能夠形成更復(fù)雜的Fano共振，用哈密頓算子對(duì)兩層之間的相互作用過(guò)程進(jìn)行了推導(dǎo)，通過(guò)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)參數(shù)討論了結(jié)構(gòu)的可調(diào)性，研究了移動(dòng)下層納米棒結(jié)構(gòu)對(duì)Fano共振的影響，擴(kuò)展了它在位移傳感方面的應(yīng)用。
　　3、研究了納米領(lǐng)結(jié)形四聚體結(jié)構(gòu)的透射光譜中Fano共振的原