金属表面等离极化激元(SPP)和局域表面等离激元(LSP)耦合效应的光学性质研究

批准号:
11104032
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
28.0 万元
负责人:
武山
依托单位:
学科分类:
A2002.凝聚态物质力热光电性质
结题年份:
2014
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
王戴木、黄万霞、周林、于立志
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中文摘要
本项目拟通过金属表面等离极化激元(SPP)和局域表面等离激元(LSP)的耦合效应来研究金属纳米微结构的光学性质。其主要研究内容有:1,在金属纳米微结构的光学透射中实现高效率的光学旋转效应(每单位厚度的旋转角度),并且掌握光学旋转的理论机制。2,通过调制SPP和LSP的耦合效应实现对Fano共振的精确控制,掌握Fano共振线型变化规律,理解其中的物理机制。3.通过两种途径优化金属的Plasmonic共振腔:a、提高共振品质因子;b、减小共振模体积。从而获得具有比较高的Purcell因子的Plasmonic共振腔,为开展金属Plasmonic共振腔和发射体的相互作用研究打下基础。
英文摘要
电子集成器件在人类生活中具有重要的应用。随着科技的发展,人们期望能够用光子集成器件代替电子器件,去获得更加优越的性能。本项目通过设计金属微纳结构—一种光子集成器件,利用在其上激发的金属等离极化激元(SPP)和局域表面等离激元(LSP)之间的耦合效应,研究其中的光学性质,为未来发展光子集成器件提供理论指导和技术支持。具体内容如下:(1)实现了单层金属结构零阶透射的增强光学旋转效应。在项目中,我们设计了一个S型的金属穿孔阵列,利用SPP和LSP在远场的干涉,在理论和实验上首次实现了单层结构零阶透射的巨大光学旋转。相比于传统晶体,它的旋转效率提高了10E5倍,其成果发表在PRL上,已被引用22次。(2)通过设计合适的金属微结构,实现了高品质因子的表面等离激元共振效应。在本项目中,我们设计了一种双L型的不对称金属微结构,利用SPP 的延时效应,实现了对电四极子的激发。并且通过调谐双L 型结构上激发的电四极子的频率,让它们相互耦合杂化,获得了更高品质因子的束缚和反束缚电四极子的等离激元Fano共振模式。在理论中得到了超过100的品质因子,在实验中也获得了38的品质因子。(3) 研究并设计了一个准三维金属结构的不对称透射效应。 利用FIB加工手段和一次金属溅射工艺实现了金属腔-粒子的不对称微纳结构的制备,利用在腔上和粒子上激发的等离激元共振的耦合,在波长1000-1600 nm范围内,实现了高的不对称透射效应和旋转效应。
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专利列表
Hybridized effects of plasmonic quadrupolar and dipolar resonances on the perforated planar metallic film
等离激元四极和偶极共振对穿孔平面金属薄膜的混合效应
DOI:10.1088/0022-3727/46/6/065302
发表时间:2013-02
期刊:Journal of Physics D: Applied Physics
影响因子:--
作者:Wu, Shan;Zhou, Lin;Wang, Qianjin;Zhang, Xuejin;Zhu, Yongyuan
通讯作者:Zhu, Yongyuan
Superlattice structures of silicene-based armchair nanoribbons by density functional theory calculation
通过密度泛函理论计算硅烯基扶手椅纳米带的超晶格结构
DOI:10.1140/epjb/e2014-41075-8
发表时间:2014
期刊:The European Physical Journal B
影响因子:--
作者:Yanning Wu;Kaiyin Zhang;Yinsheng Huang;Shan Wu;Hui Zhu;P. Cheng;J. Ni
通讯作者:J. Ni
DOI:10.1364/ol.39.006426
发表时间:2014-11
期刊:Optics letters
影响因子:3.6
作者:Shan Wu;Su Xu;Yi Zhang;Yanning Wu;Jian-Juan Jiang;Qian-jin Wang;Xue-Jin Zhang;Yongyuan Zhu
通讯作者:Shan Wu;Su Xu;Yi Zhang;Yanning Wu;Jian-Juan Jiang;Qian-jin Wang;Xue-Jin Zhang;Yongyuan Zhu
DOI:10.1007/s00339-014-8546-5
发表时间:2014-06
期刊:Applied Physics A
影响因子:--
作者:Peng Mao;J. Chen;R. Xu;G. Xie;Yuanjian Liu;Guanghua Gao;Shan Wu
通讯作者:Peng Mao;J. Chen;R. Xu;G. Xie;Yuanjian Liu;Guanghua Gao;Shan Wu
DOI:--
发表时间:2013
期刊:International Journal of Theoretical Physics
影响因子:--
作者:Yu, Yang;Yu, Lizhi;
通讯作者:
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海外基金
