Ag-Al納米球二聚體的光學性質(zhì)研究

編號：CPJS05523

篇名：Ag-Al納米球二聚體的光學性質(zhì)研究

作者：程龍[1] ;姜永剛[1] ;黃麗清[2] ;張宇[2] ;吳際[2] ;孫昊[1] ;劉齊[1] ;王軍[3]

關(guān)鍵詞： Ag-Al納米球二聚體 時域有限差分方法(FDTD) 局域表面等離子體共振(LSPR) Fano共振

機構(gòu)： [1]中國衛(wèi)星海上測控部,江蘇江陰214431; [2]西安交通大學理學院,陜西西安710049; [3]西安工程大學理學院,陜西西安710048

摘要： 金屬納米材料因其表面等離子體共振特性而備受關(guān)注。異質(zhì)結(jié)構(gòu)的金屬納米材料的光學特性相比于同質(zhì)結(jié)構(gòu)因其材料的不同破壞了原有結(jié)構(gòu)的對稱性,對稱性的破壞將引起光學性質(zhì)的改變,相鄰兩個顆粒之間的相互作用會產(chǎn)生Fano共振。Fano共振是由異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)的表面等離子體共振耦合引起的,通過合理地調(diào)控表面等離子體共振的耦合,將進一步調(diào)控Fano共振的強度同時促使異質(zhì)結(jié)構(gòu)的電場增強特性和輻射特性得到進一步優(yōu)化。受金銀等貴金屬的帶間躍遷影響,金屬鋁納米材料成為研究紫外-近紫外光區(qū)的表面等離子體共振研究最佳選擇。采用有限時域差分方法研究了Ag-Al納米球二聚體的光學特性。研究了Ag和Al納米球組成的二聚體的吸收光譜與入射光偏振方向、納米球半徑、顆粒間距和介質(zhì)折射率等幾何結(jié)構(gòu)及物理參數(shù)的關(guān)系,并深入討論了二聚體的局域場分布規(guī)律;討論了獲取更高效的Fano共振光譜的方法。由于材料的對稱性被破壞,異質(zhì)二聚體的光學性質(zhì)與同質(zhì)二聚體明顯不同,Ag-Al異質(zhì)納米球二聚體呈現(xiàn)出在紫外和可見光區(qū)的雙Fano共振現(xiàn)象。Ag-Al二聚體表面等離子體互相耦合引起Fano共振從而導致表面等離子體的共振抑制和增強。研究結(jié)果對在紫外-可見光區(qū)的表面等離子體應(yīng)用、納米光學器件的設(shè)計與開發(fā)及基于表面等離子體共振的表面增強光譜、生物傳感和檢測研究等有一定參考價值。