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相似文献
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1.
李娆  朱亚彬  狄月  刘冬雪  李冰  钟韦 《物理学报》2013,62(19):198101-198101
采用纳米球刻蚀技术中漂移法在玻璃基片上制备较大 面积不同直径的聚苯乙烯小球掩模板, 采用磁控溅射技术在掩模板上沉积不同厚度的金薄膜, 去除聚苯乙烯小球后, 通过扫描电子显微镜观察到周期排列的三角状金纳米颗粒点阵. 通过紫外-可见分光光度计测试所制备样品的光吸收特性, 发现表面等离子体共振峰随粒径增大发生红移, 随金纳米颗粒高度增加发生蓝移. 基于Mie理论, 利用Matlab软件编程对不同粒径的金阵列光吸收特性进行理论模拟, 并与实验结果进行对比. 关键词: 纳米球刻蚀 金纳米颗粒阵列 表面等离子体共振  相似文献   

2.
刘姿  张恒  吴昊  刘昌 《物理学报》2019,68(10):107301-107301
基于聚苯乙烯球自组装法,在P型氮化镓(P-GaN)衬底上制备了有序致密的掩模板;采用热蒸发法在该模板上沉积金属Al薄膜,通过甲苯溶液去除聚苯乙烯球,得到了金属Al纳米颗粒阵列;采用原子层沉积法,在Al纳米颗粒阵列表面依次沉积氧化铝(Al_2O_3)和氧化锌(ZnO).通过测试Al纳米颗粒阵列的消光谱以及ZnO薄膜的光致发光谱,研究了Al纳米颗粒表面等离激元与ZnO薄膜激子之间的耦合效应.实验结果表明:引入Al纳米颗粒后,在约380 nm位置附近的ZnO近带边发光峰积分强度增强了1.91倍.对Al纳米颗粒表面等离激元增强ZnO光致发光的机理进行探讨.  相似文献   

3.
采用纳米球刻蚀技术中的电泳法设计了3组对照实验,通过控制电压、悬浮液的体积分数和基板正负极性,得到电泳法制备纳米球掩膜板的最佳条件,制备出排布均匀的纳米球单层密堆积结构的掩膜板.采用磁控溅射技术在掩膜板上沉积金薄膜,去除纳米球掩模板,通过扫描电子显微镜观察到周期排列的三角形棱台状金纳米颗粒阵列.测量其吸收光谱,可观察到表面等离子体共振吸收峰.  相似文献   

4.
朱华  颜振东  詹鹏  王振林 《物理学报》2013,62(17):178104-178104
本文研究了二维金三角形纳米颗粒阵列的三次谐波非线性光学效应. 金三 角纳米颗粒阵列是基于微球刻印技术制成. 采用反射式光学系统, 观察到该纳米结构在光谱分辨的飞秒激光照射下产生明显的三次谐波. 研究表明, 当激光抽运频率接近金纳米颗粒的局域表面等离激元共振位置时, 三次谐波信号得到增强; 三次谐波辐射方向满足动量匹配条件. 关键词: 微球刻印 三次谐波产生 表面等离激元  相似文献   

5.
随着纳米加工和制备技术的不断发展,金属纳米粒子的等离激元光学特性已得到了广泛的研究与应用。本文基于金属纳米颗粒等离激元共振特性,分析了金属纳米颗粒等离激元共振对介质谐波的增强机制,综述了该增强机制在近几年所取得的最新研究成果及其在生物成像领域的应用。金属纳米颗粒等离激元共振在增强介质非线性特性领域的发展趋势是从简单的金属纳米颗粒向复杂形状纳米颗粒和金属纳米颗粒组装体的发展,这些新型金属纳米颗粒在非线性光学、生物医学上的疾病诊断和治疗有良好的实际应用前景。  相似文献   

6.
王凯  龙华  付明  张莉超  杨光  陆培祥 《物理学报》2011,60(3):34209-034209
采用纳米球蚀刻法制备了Au纳米颗粒阵列.并通过扫描电子显微镜观测了其表面形貌,表明三角形的Au纳米颗粒呈阵列状分布.采用Z扫描方法(800 nm, 50 fs)测量了Au纳米颗粒阵列的三阶非线性光学特性.在较小的激发功率下,结果呈现出双光子吸收效应,随着激发功率不断增加,出现了双光子吸收饱和的过程;非线性折射则呈现出自散焦效应.这种高效率的非线性响应机理使得该种Au纳米颗粒阵列在高速全光开关中有潜在的应用价值. 关键词: 纳米球蚀刻技术 Au纳米颗粒 三阶光学非线性  相似文献   

7.
金属纳米孔阵列作为彩色滤波器件在OLED中有很好的应用前景。本文提出利用胶体晶体刻蚀与真空沉积技术制作大面积金属纳米孔阵列滤波器,并用FDTD模拟优化所需要加工的金属孔阵列的结构参数,分析了其滤波效果及其物理规律和机制。研究表明:在选择粒径为720 nm的PS球、刻蚀剩余粒径为240nm、金属膜厚度为120 nm的条件下,满足CIE红光显示标准的共振波长为704.06 nm,强度透射率为52%,透射谱带宽为24.8 nm。模拟结果为用PS球刻蚀技术制备金属纳米孔阵列的实验提供了理论支持。  相似文献   

8.
银纳米颗粒阵列的表面增强拉曼散射效应研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
程自强  石海泉  余萍  刘志敏 《物理学报》2018,67(19):197302-197302
利用具有高密度拉曼热点的金属纳米结构作为表面增强拉曼散射(SERS)基底,可以显著增强吸附分子的拉曼信号.本文通过阳极氧化铝模板辅助电化学法沉积制备了高密度银(Ag)纳米颗粒阵列;利用扫描电子显微镜和反射谱表征了样品的结构形貌和表面等离激元特性;用1, 4-苯二硫醇(1, 4-BDT)为拉曼探针分子,研究了Ag纳米颗粒阵列的SERS效应.通过优化沉积时间,制备出高SERS探测灵敏度的Ag纳米颗粒阵列,检测极限可达10~(-13)mol/L;时域有限差分法模拟结果证实了纳米颗粒间存在强的等离激元耦合作用,且发现纳米颗粒底端的局域场增强更大.研究结果表明Ag纳米颗粒阵列可作为高效的SERS基底.  相似文献   

9.
罗银燕  朱贤方 《物理学报》2011,60(8):86104-086104
在使用纳米球刻蚀法制备二维银纳米点阵的过程中,使用不同的镀膜方法在同样的模板上得到了不同形貌的银纳米阵列结构.使用电阻热蒸发镀膜方法获得了六角排列的银纳米三角形阵列结构,使用电子束蒸发镀膜方法则获得了六角排列的银纳米环阵列结构.研究表明,沉积纳米粒子的粒径、表面纳米曲率效应和热能是形成不同结构形貌的纳米阵列结构的关键因素. 关键词: 银纳米阵列 电阻热蒸发 电子束蒸发 纳米球刻蚀  相似文献   

10.
李卫  徐岭  孙萍  赵伟明  黄信凡  徐骏  陈坤基 《物理学报》2007,56(7):4242-4246
以自组装单层胶体小球阵列为掩模,采用直接胶体晶体刻蚀技术在硅表面制备二维有序尺寸可控的纳米结构.在样品制备过程中,首先通过自组装法在硅表面制备了直径200nm的单层聚苯乙烯(PS)胶体小球的二维有序阵列;然后对样品直接进行反应离子刻蚀(RIE),以氧气为气源,利用氧等离子体对聚苯乙烯小球和对硅的选择性刻蚀作用,通过改变刻蚀时间,制备出不同尺寸的PS胶体小球的有序单层阵列;接着以此二维PS胶体单层膜为掩模,以四氟化碳为气源对样品进行刻蚀;最后去除胶体球后得到二维有序的硅柱阵列.SEM和AFM的测量结果表明:改变氧等离子体对胶体球的刻蚀时间和四氟化碳对硅的刻蚀时间,可以控制硅柱的尺寸以及形貌,而硅柱阵列的周期取决于原始胶体球的直径. 关键词: 胶体晶体刻蚀 纳米硅柱阵列  相似文献   

11.
Dispersing nanospheres on a large glass substrate is the key to fabricate noble metal nanostructures for localized surface plasmon resonance through dispersed nanosphere lithography. This article reports that by modifying the glass surface with low dose ion implantation and successively dip coating the surface with poly(diallyldimethyl ammonium chloride) (PDDA), polystyrene or silica nanospheres can be dispersed on a large glass substrate. Investigation shows that several kinds of ions, such as silicon, boron, argon, and arsenic, can improve the nanosphere dispersion on glass, attributed to the ion bombardment-caused silicon increment. Ion implantation imposes no surface roughness or optical loss to the glass substrate, thus this method is suitable for localized surface plasmon resonance application. Experiments show silicon ion implantation can best disperse the nanospheres. For the gold nanostructures obtained by obliquely evaporating 30 nm of gold film onto the polystyrene nanospheres, which are dispersed on a silicon ion implanted glass substrate, a localized surface plasmon resonance sensitivity of 242 nm/RIU is achieved.  相似文献   

12.
提出了一种可用于表面增强拉曼测量的基于金属纳米圆盘上方放置金属纳米球颗粒构成的金属纳米结构,其在径向偏振光束激发下,由于金属纳米圆盘的呼吸模式表面等离激元共振的作用,可以形成纵向电场有效增强的间隙模式等离激元共振。对此进行了有限元模拟计算研究,计算结果证明该间隙模式的纵向电场分量相对于径向偏振入射光的有效激发横向电场分量增强了100倍以上。为了更清晰地展现这种新型纳米结构的光谱特性以及表面电场分布特征,同时对单个金属纳米圆盘,单个金属纳米球,金属薄膜,金属纳米球-金属薄膜这几种纳米结构在同一个模拟计算框架下进行了计算以及比较分析。由于可以把金属纳米球类比为金属探针的尖端,所提出的新型间隙模式也有望在针尖型拉曼增强中得到应用。  相似文献   

13.
Using the finite-difference time-domain (FDTD) method, we simulate the coupling between a gold nanorod and gold nanoparticles with different plasmonic resonant frequencies/volumes as well as that between the nanorod and a dielectric nanosphere. The influences of coupling with different nanoparticles on the excitation of a forbidden longitudinal surface plasmon mode of the nanorod under normal incidence are investigated. It is found that the cause of this excitation is the broken symmetry of the local electric field experienced by the nanorod resulting from the charge pileup on the other nanoparticle. This result is valuable for understanding the near-field optical characterization of plasmonic metal nanoparticles. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 10821062 and 10804004), the National Basic Research Program of China (Grant No. 2007CB307001), and the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education (Grant No. 200800011023) Contributed by GONG QiHuang  相似文献   

14.
Multipolar plasmon optical excitations at spherical gold nanoparticles and their manifestations in the particle images formatted in the particle surface proximity are studied. The multipolar plasmon size characteristic: plasmon resonance frequencies and plasmon damping rates were obtained within rigorous size dependent modelling. The realistic, frequency dependent dielectric function of a metal was used. The distribution of light intensity and of electric field radial component at the flat square scanning plane scattered by a gold sphere of radius 95 nm was acquired. The images resulted from the spatial distribution of the full mean Poynting vector including near-field radial components of the scattered electromagnetic field. Monochromatic images at frequencies close to and equal to the plasmon dipole and quadrupole resonance frequencies are discussed. The changes in images and radial components of the scattered electromagnetic field distribution at the scanning plane moved away from the particle surface from near-field to far-field region are discussed.  相似文献   

15.
贾博仑  邓玲玲  陈若曦  张雅男  房旭民 《物理学报》2017,66(23):237801-237801
金属纳米粒子利用其局域表面等离子体共振效应(LSPR),可以增强附近荧光分子的自发辐射速率,因而在光学传感、光电器件等领域中具有潜在的应用价值.金属纳米粒子的LSPR与其自身的材料、形状、尺寸以及周围环境介质密切相关,这影响着纳米粒子在具体器件中的应用.本文利用三维时域有限差分法,研究了相同体积的球形、椭球形、立方形与三棱柱形银纳米粒子对薄膜发光二极管辐射功率的影响;计算了不同形状银纳米粒子对偶极子光源辐射功率和薄膜器件光出射强度的增强,并结合LSPR效应讨论了辐射功率变化的物理机理.研究结果表明:银纳米粒子自身形状尖锐程度的增加有利于提高LSPR的共振强度;同时纳米粒子的形状影响了LSPR共振电场与薄膜器件中偶极子辐射电场之间的耦合作用,其中立方形纳米粒子因为能实现最强的耦合作用而对器件的辐射功率增强最大.在此基础上进一步讨论了不同薄膜材料对LSPR共振及光源辐射功率的影响,发现较高的材料折射率有利于增强金属纳米粒子的LSPR与器件的耦合作用,从而改善发光二极管性能.  相似文献   

16.
表面等离激元自诞生以来已有一百多年的历史,并逐渐形成了一门新的学科——表面等离激元光子学。位于金属纳米结构中的局域表面等离激元可产生非常显著的近表面电场增强,并成功应用于诸多研究领域当中,而对局域表面等离激元与外界入射光中磁场的相互作用的研究则相对较少。该研究在前期已有的研究基础之上模拟计算了金属纳米球-纳米圆盘结构间隙处的近表面电、磁场增强,研究结果表明该结构在单束紧聚焦径向偏振光束的激发下,金属纳米圆盘产生局域表面等离激元呼吸模式和上下表面处的电偶极矩模式,该模式使圆盘中心纵向表面电场得到增强。由于金属纳米圆盘与金属纳米球的局域表面等离激元电偶极矩的耦合共振相互作用,可以形成纵向电场得到有效增强的局域表面等离激元共振间隙模式。通过数值模拟计算研究,证明该金属纳米结构间隙模式的纵向电场分量相对于径向偏振入射光的有效激发横向电场分量即近表面电场的增强因子高达250倍;而近表面磁场的增强因子高达170倍。为了更清晰地展现出这种新型金属纳米结构的光谱特性以及近表面电、磁场分布特征,还展示出了该金属纳米结构的近表面电场增强分布、近表面磁场振幅分布以及近表面电、磁场共振波长的对比分析,计算结果表明所提出的金属纳米球-纳米圆盘结构具有明显的局域近表面电、磁场增强优势以及较宽的频谱波段。由于本文提出的金属纳米结构具有电、磁场增强优势,希望计算结果能应用到更多的研究领域当中,尤其是生物医学等领域,为人们抗击疫情提供一点点参考和帮助。  相似文献   

17.
Dielectric nanoparticles are expected to complement or even replace plasmonic nanoparticles in many optical and optoelectronic applications, because they exhibit small absorption losses and support strong electric and magnetic resonances simultaneously. Dielectric nanoparticles need to be deposited on various substrates in many applications. Understanding the substrate effect on the electromagnetic resonances of dielectric nanoparticles is of great importance for engineering their resonance properties and designing optical devices. In this study, moderate-refractive-index cuprous oxide nanospheres with uniform sizes and shapes are synthesized. The scattering spectra and images of the nanospheres deposited on three types of substrates are analyzed experimentally and theoretically. When supported on indium tin oxide–coated glass slides and Si wafers, the color of the nanospheres varies from blue, cyan, green, yellow, orange and red, covering almost the entire visible region. When deposited on gold films, the electromagnetic resonances of the nanospheres redshift intensively and a new effective magnetic resonance mode appears. The enhanced Raman scattering reveals that large electromagnetic field enhancements are produced in the gap region between the nanosphere and the substrate. The results shed light on the manipulation of the electromagnetic responses of dielectric nanoparticles and the design of dielectric metamaterials in the presence of various substrates.  相似文献   

18.
梁玲玲  赵艳  冯超 《物理学报》2020,(6):207-215
基于阳极氧化铝模板,采用真空蒸镀技术,制备了高度有序的周期性银纳米球阵列.阵列几何结构参数调控实验发现,通过控制蒸镀厚度,可实现对阵列中银纳米球尺寸(直径)和间距的有效调控,进而有效实现对紫外-可见-近红外各波段吸收峰位和峰宽的调制.吸收光谱测试显示,该纳米阵列在紫外、可见和近红外波段都具有明显的电磁波吸收特性.时域有限差分理论模拟结合实验分析不同波段光吸收特性的物理机制,紫外超窄强吸收为银、铝介电环境非对称诱发的法诺共振,可见波段吸收源自于银纳米粒子局域表面等离子体共振,近红外波段强吸收为银纳米球阵列表面晶格共振所激发.  相似文献   

19.
Plasmonic systems based on metal nanoparticles on a metal film with high optical absorption have generated great interests for surface‐enhanced Raman scattering (SERS). In this study, we prepare a broadband‐visible light absorber consisting Au nanotriangles on the surface of a continuous optically opaque gold film separated with a dielectric SiO2 layer, which is a typical metal‐insulator‐metal (MIM) system, and demonstrate it as an efficient SERS substrate. The MIM nanostructure, prepared using nanosphere lithography with a very large area, shows a broadband with absorption exceeding 90% in the wavelength regime of 630–920 nm. We observe an average SERS enhancement factor (EF) as large as 4.9 × 106 with a 22‐fold increase compared to a single layer of Au nanotriangles directly on a quartz substrate. A maximum SERS EF can be achieved by optimizing the thicknesses of the dielectric layer to control the optical absorption. Owing to the simple, productive, and inexpensive fabrication technique, our MIM nanostructure could be a potential candidate for SERS applications. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

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