微纳加工合成的金纳米线传导特性

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纳米尺度下的光电集成器件最近已成为纳米光子学的热门研究方向,金属纳米线表面等离子体波导在光电子器件方面具有巨大的潜力,因此有关于金属纳米线的传导也成为纳米材料科学的新的关注对象。本论核心研究内容是微纳加工合成的金纳米线传导特性,我们测量当波长为785纳米的激光打在金纳米线的一个端头时,另外一个端头的出射光的强度,并以此来研究金纳米线的传导性能。论文除了对纳米材料以及SPP做了简单的介绍外,其主要内容可以分成为三个部分。论文的第一部分是通过微纳加工的办法合成金纳米线,在这个部分,在这部分介绍了合成金纳米线所使用到的各种工艺技术,给出了金纳米线的制作步骤以及每个步骤中需要注意的细节。第二部分主要是关于金纳米线的表征,由于我们的主要研究内容是金纳米线的传导,所以我们比较关注纳米线的结构及其表面形貌,故而采用扫描电子显微镜和原子力显微镜对其进行表征。第三部分是关于金纳米线传导的研究,主要包括纳米线的尺寸对其传导效率的影响以及入射光的偏振对金纳米线传导效率的影响。本论文给出了具体的微纳加工合成金纳米线的步骤以及在制作纳米线是需要注意的细节,这为将来制作复杂纳米结构打下一定的基础,具有很高的参考价值。在关于金纳米线的传导研究中,我们发现,当入射光的强度以及入射光的偏振方向不变的情况下,宽度较宽的金纳米线的出射端的光强要比宽度较窄的金纳米的出射端的光强要高,由此我们可知,宽度较宽的金纳米先其传导效率要比宽度较窄的金纳米线的传导效率高。在其他条件相同的情况在,金纳米线越长,其出射端的光强越弱,这说明表面等离子体是沿着传导方向衰减的。当入射光的偏振方向与金纳米线平行时,金纳米线出射端的光强最弱,随着入射光偏振方向与金纳米线夹角的增加,出射端的光强不断增加,当入射光的偏振方向与金纳米线的夹角呈90度时,出射光的强度达到最大,这说明当入射光的偏振方向与金纳米线平行时,金纳米线的传导效率最低,当入射光的偏振方向与金纳米线垂直时,此时金纳米线其传导效率是最高的。以上结论对于研究复杂的纳米波导器件具有很大的指导作用,为全光纳米器件的研究提供了一定的试验依据。
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