【摘 要】
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表面等离激元是金属或介质材料中的电子在外加光场作用下的集体振荡现象,其在生物、化学、能源、信息等领域具有重要的应用前景。本文围绕三棱柱型纳米粒子的表面等离激元现
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表面等离激元是金属或介质材料中的电子在外加光场作用下的集体振荡现象,其在生物、化学、能源、信息等领域具有重要的应用前景。本文围绕三棱柱型纳米粒子的表面等离激元现象,从电磁耦合硅纳米三棱柱多聚体的远场散射光谱、银纳米三角片的近场增强效应以及柱状纳米粒子的电磁模式这三个不同角度分别开展了理论模拟研究工作。本文计算了硅纳米三棱柱粒子单体以及二聚体、四聚体、六聚体的表面等离激元散射光谱性质,发现:对于二聚体,随着粒子间隙的减小,电偶极共振谱峰的位置基本保持不变,磁偶极共振谱峰蓝移;对于四聚体和六聚体,由于相对于二聚体引入了额外的横向电磁耦合相互作用,电偶极共振谱峰发生了较明显的红移,磁偶极共振谱峰会发生劈裂。与PEEM实验合作,通过开展电磁场模拟研究了光的斜入射条件对银纳米三角片粒子表面等离激元热点的影响;定量地证明了斜入射所引起的对称性破缺对表面等离激元热点的强度具有重要影响,相关理论模拟结果与实验观测结果之间吻合得很好。采用电磁多极方法和准正交模方法研究了不同高度的银纳米三棱柱、圆柱体和长方体粒子的消光光谱,发现光谱中长波长侧谱峰主要来自电偶极模式的贡献;随着纳米粒子高度的增加,短波长侧谱峰中电四极模式贡献占比逐渐增大;当纳米粒子的高宽比达到约1:2以上时电四极模式占主要贡献,此时可以用电磁多极方法对光谱谱峰进行归属,否则须采用准正交模方法。本文所开展的研究工作及所取得成果对更深入地理解三棱柱型纳米粒子的表面等离激元性质具有一定的理论意义。
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