光子微納結(jié)構的制備、表征、模擬及應用研究.pdf

1、光子微納結(jié)構是當今光子學領域研究的重要方向,其主要的研究目的是通過對材料的結(jié)構設計實現(xiàn)對光傳輸、吸收和發(fā)射等方面性質(zhì)的調(diào)控。盡管對光子微納結(jié)構的研究和應用已經(jīng)進行了有20多年的時間,但仍然有一些突出存在的問題和挑戰(zhàn),其集中表現(xiàn)在金屬光子微納結(jié)構中的光損耗問題,光子微納結(jié)構對光電化學的影響問題,無序結(jié)構中光散射問題以及如何低成本的制備光子微納結(jié)構等問題。本論文主要分六章針對光子微納結(jié)構的制備、表征及應用問題展開研究和討論。
　　論文

2、共由六章組成.第一章主要對光子微納結(jié)構的性質(zhì)和應用做一個簡要的概述。
　　第二章主要介紹了本篇論文中所涉及的結(jié)構制備方法、實驗表征方法和理論模擬方法。
　　第三、四章主要系統(tǒng)研究了平金屬表面覆蓋周期性單層聚苯乙烯小球陣列結(jié)構的光學性質(zhì)以及其在熒光發(fā)射和化學物質(zhì)傳感器方面的應用。這種全新的結(jié)構可以同時支持具有高品質(zhì)因子的表面等離子激元模式和波導模式。該結(jié)構為解決金屬光子微納結(jié)構中的光損耗問題提出了一種可行的方法。在熒光發(fā)射應用

3、方面,實現(xiàn)了增強200倍以上的0度定向熒光發(fā)射。在化學物質(zhì)傳感器方面,我們不僅實現(xiàn)了原子尺度的分辨率同時也討論了高靈敏度與局域光場分布的關系。
　　第五章主要系統(tǒng)地研究了金屬反球腔結(jié)構的光學和光電化學性質(zhì)。我們發(fā)現(xiàn)金屬反球腔結(jié)構具有可調(diào)的高吸收性質(zhì)。在光電化學研究中,我們研究了該結(jié)構光催化亞硝酸根離子和氧氣的還原過程,系統(tǒng)闡述了光電化學增強和光吸收增強的關系。在光電化學反應機理方面,我們討論了表面化學修飾的重要性,觀察了表面電荷隨