【摘 要】
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近年来,纳米科技的迅速发展,带动了对纳米尺度下光学现象的研究。这其中,由于金属在等离子体频率以下有负的介电常数使得在金属/介质界面上存在电磁场的表面模式一表面等离激
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近年来,纳米科技的迅速发展,带动了对纳米尺度下光学现象的研究。这其中,由于金属在等离子体频率以下有负的介电常数使得在金属/介质界面上存在电磁场的表面模式一表面等离激元。表面等离激元分布在金属界面附近约100nm范围内,可以作为纳米尺度下信号传输的载体,同时在界面上伴随着显著的场增强。这些特性使金属纳米结构中的表面等离激元共振在表面增强拉曼散射、生物传感器和纳米表面等离激元波导、光学天线、太阳能电池、非线性光学混频等方面有着非常广泛的应用,引起了人们极大的兴趣。
然而,由不同材料组成的纳米结构之间的表面等离激元共振相互作用却很少研究。本论文通过理论模拟研究了由不同金属材料构成的二元纳米结构中的表面等离激元共振耦合现象。通过引入二元物质的相对介电常数比率η=(ε2-ε0)/(ε1-ε0),我们将解决金属表面等离激元共振和近场问题的格林矩阵方法拓展到二元纳米结构。基于近场耦合,研究了两个放置很近的纳米条间的表面等离激元共振相互作用随相对介电常数比率η的变化规律。计算的结果表明,在一个固定波长下,共振随η的变化可以分为几个不同的区域:介质效应区、共振混乱区、集体共振区、共振平稳区、以及新分支区。同时,我们还观察到了共振分支间的交叉回避以及模式转换现象。上述结果不仅丰富了我们对于表面等离激元共振现象的理解,也可以对混合表面等离激元器件的设计提供指导,如表面等离激元传感器和表面等离激元亚波长波导等。
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