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银纳米颗粒及阵列光传输性质的理论研究

江智宇 王子仪 王金金 张荣君 郑玉祥 陈良尧 王松有

银纳米颗粒及阵列光传输性质的理论研究

江智宇, 王子仪, 王金金, 张荣君, 郑玉祥, 陈良尧, 王松有
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  • 纳米颗粒及其阵列结构的光学性能与颗粒本身的表面等离子体共振及周期结构参数密切相关.本文根据Mie散射理论和多极子振荡理论,研究了光在银球型纳米颗粒及阵列中的传输性质.对于单个纳米颗粒,当颗粒半径小于50 nm时,消光峰由电偶极子共振产生;当半径大于50 nm时,除电偶极子振荡产生的消光峰外,在短波处将出现由电四极子共振产生的消光峰,且两种极子的共振频率随颗粒半径的增加而减小.由电偶极子共振产生的消光峰位置的理论计算结果与实验结果相符合.对于由球形颗粒组成的无限大二维周期阵列,消光峰主要由单个颗粒产生的消光峰和Wood-Rayleigh反常衍射造成的消光峰组成.通过控制纳米颗粒的尺寸、形状以及阵列的周期、排列方式,可以调节两种极子的共振峰位.本文的结果将对设计具有特定光学性能的纳米结构产生重要的实际意义.
      通信作者: 王松有, songyouwang@fudan.edu.cn
    • 基金项目: 复旦大学本科生学术研究资助计划(批准号:15058)和国家自然科学基金(批准号:11374055)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-03-04
  • 修回日期:  2016-07-26
  • 刊出日期:  2016-10-05

银纳米颗粒及阵列光传输性质的理论研究

  • 1. 复旦大学光科学与工程系, 上海超精密光学制造工程技术研究中心, 上海 200433;
  • 2. 电磁波信息科学教育部重点实验室, 上海 200433
  • 通信作者: 王松有, songyouwang@fudan.edu.cn
    基金项目: 

    复旦大学本科生学术研究资助计划(批准号:15058)和国家自然科学基金(批准号:11374055)资助的课题.

摘要: 纳米颗粒及其阵列结构的光学性能与颗粒本身的表面等离子体共振及周期结构参数密切相关.本文根据Mie散射理论和多极子振荡理论,研究了光在银球型纳米颗粒及阵列中的传输性质.对于单个纳米颗粒,当颗粒半径小于50 nm时,消光峰由电偶极子共振产生;当半径大于50 nm时,除电偶极子振荡产生的消光峰外,在短波处将出现由电四极子共振产生的消光峰,且两种极子的共振频率随颗粒半径的增加而减小.由电偶极子共振产生的消光峰位置的理论计算结果与实验结果相符合.对于由球形颗粒组成的无限大二维周期阵列,消光峰主要由单个颗粒产生的消光峰和Wood-Rayleigh反常衍射造成的消光峰组成.通过控制纳米颗粒的尺寸、形状以及阵列的周期、排列方式,可以调节两种极子的共振峰位.本文的结果将对设计具有特定光学性能的纳米结构产生重要的实际意义.

English Abstract

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