Electromagnetic Field Redistribution in Metal Nanoparticle on Graphene.
Electromagnetic Field Redistribution in Metal Nanoparticle on Graphene.
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石墨烯上金属纳米粒子的电磁场重新分布
DOI：
10.1186/s11671-018-2535-0
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发表时间：
2018-04-25
影响因子：
--
通讯作者：
Huang Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li K;Liu A;Wei D;Yu K;Sun X;Yan S;Huang Y
利用金属薄膜上的感应像电荷，将光能量限制在金属纳米颗粒二聚体下的薄膜表面上，称为电磁场重分布。本文采用时域有限差分法研究了金属纳米粒子单体或二聚体在石墨烯上的电磁场分布。结果表明，在纳米粒子/石墨烯混合体系中，在红外波段，光能量也可以被限制在单层石墨烯表面，此时电磁场发生了重新分布。利用有限元分析了表面电荷分布，并利用表面增强拉曼光谱（Sers）验证了这一现象。此外，有关单层石墨烯上的介电纳米颗粒的数据表明，这种EM重新分布归因于单层石墨烯上的光激发的表面电荷和介电纳米颗粒表面上的石墨烯等离子体激元诱导的像电荷之间的强耦合。我们的工作扩展了单层石墨烯等离子体激元的知识，它在单层石墨烯相关薄膜中有着广泛的应用。
Benefiting from the induced image charge on metal film, the light energy is confined on a film surface under metal nanoparticle dimer, which is called electromagnetic field redistribution. In this work, electromagnetic field distribution of metal nanoparticle monomer or dimer on graphene is investigated through finite-difference time-domain method. The results point out that the electromagnetic field (EM) redistribution occurs in this nanoparticle/graphene hybrid system at infrared region where light energy could also be confined on a monolayer graphene surface. Surface charge distribution was analyzed using finite element analysis, and surface-enhanced Raman spectrum (SERS) was utilized to verify this phenomenon. Furthermore, the data about dielectric nanoparticle on monolayer graphene demonstrate this EM redistribution is attributed to strong coupling between light-excited surface charge on monolayer graphene and graphene plasmon-induced image charge on dielectric nanoparticle surface. Our work extends the knowledge of monolayer graphene plasmon, which has a wide range of applications in monolayer graphene-related film.
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