非對稱等離激元納米結(jié)構(gòu)共振模型及傳感特性研究.pdf

1、非對稱等離激元納米結(jié)構(gòu)具有顯著的局域電磁場增強特性、等離激元Fano共振效應及光學各向異性等獨特的光學性能,不僅可用于開發(fā)具有單分子探測能力的超高靈敏度等離激元光學傳感器件,還可用于開發(fā)新型的納米光子器件。因此,本文針對非對稱等離激元納米結(jié)構(gòu),根據(jù)數(shù)值仿真結(jié)果研究對稱性破缺效應,建立等離激元雜交模型,研究Fano共振效應以及光學各向異性,制造金半殼陣列傳感基片并確定LSPR峰值傳感特性。
　　首先,建立半殼結(jié)構(gòu)的等離激元共振模型,

2、應用等離激元雜交理論解釋半殼結(jié)構(gòu)等離激元共振的激發(fā)、移動以及分裂。研究發(fā)現(xiàn)環(huán)狀尖端的尖銳特征是引起半殼結(jié)構(gòu)局域電磁場增強的主要因素,而結(jié)構(gòu)內(nèi)部等離激元耦合進一步增強了局域電磁場。由于等離激元共振模式的可調(diào)節(jié)性和局域電磁場的增強,半殼結(jié)構(gòu)可在LSPR峰值傳感和表面增強光譜中開發(fā)為一種高效的傳感基底。
　　其次,基于等離激元雜交理論研究核-半殼結(jié)構(gòu)Fano共振效應的激發(fā)機理。數(shù)值計算結(jié)果表明“暗”模式的激發(fā)及與“明”模式的交互是激發(fā)等

3、離激元Fano共振的原因。研究結(jié)果表明等離激元納米結(jié)構(gòu)對稱性破缺顯著影響Fano共振,通過改變金半殼對稱性破缺程度和金核偏移量,可以實現(xiàn)Fano共振的高度可調(diào)節(jié)性。金半殼與金核之間的等離激元交互作用導致局域電磁場的極大增強,使其在生物傳感中具有潛在的應用價值。
　　然后,研究金疊殼結(jié)構(gòu)的二維光學各向異性,基于“球狀空腔-橢球體”等離激元雜交模型合理地解釋疊殼結(jié)構(gòu)的二維光學各向異性。相對于半殼結(jié)構(gòu),疊殼結(jié)構(gòu)進一步破壞了金屬殼的旋轉(zhuǎn)對