基于表面等離子體共振效應的Ag納米材料光電性能的研究.pdf

1、表面等離子體共振是納米結構金屬獨特的光學特性。對基于表面等離子體共振的納米結構金屬體系的研究已是目前國際上迅猛發(fā)展的熱點研究領域之一，即表面等離子體光子學。本論文在國內外現(xiàn)有研究的基礎上，運用時域有限差分法，結合表面等離子體光子學及電磁場相關理論，研究了基于表面等離子體共振的 Ag納米材料的光電性能及其調控特性。這為未來的納米光子器件、生物醫(yī)學等領域提供了指導意義。
　　論文主要研究內容及結論如下：
　　1.建立了基于等離子

2、體共振效應的 Ag納米顆粒間相互作用力的分析模型，分別從 Ag納米顆粒的截面形狀、截面尺寸以及相對位置等參數(shù)探討 Ag納米顆粒間的相互作用力的變化特性和表面等離子體共振效應的調控性。結果表明：隨著 Ag納米顆粒的截面形狀、截面尺寸以及相對位置等參數(shù)的變化， Ag納米顆粒間的相互作用力峰值中心位置發(fā)生紅移、藍移；峰值大小減小、增大。表面等離子體共振效應的共振波長發(fā)生紅移、藍移；共振強度減弱、增強。
　　2.探討了 Ag納米顆粒間的相

3、互作用力隨顆粒結構參數(shù)變化的原因。發(fā)現(xiàn)當光與 Ag納米顆粒作用時，發(fā)生了兩種共振模式：局域耦合共振模式和自導耦合共振模式。
　　3.建立了基于等離子體共振效應的 Ag納米金屬諧振腔光電響應特性的分析模型，探討了 Ag納米金屬諧振腔的結構參數(shù)對 Ag納米金屬諧振腔的相互作用力的影響。結果表明：隨著 Ag納米金屬諧振腔結構參數(shù)的改變，Ag納米金屬諧振腔的相互作用力的峰值中心位置發(fā)生紅移、藍移；峰值大小減小、增大。
　　4.通過對

4、 Ag納米金屬諧振腔間距影響電磁力的研究，發(fā)現(xiàn)表面等離子體共振效應隨著 Ag納米金屬諧振腔間距的增大而減弱；構成 Ag納米金屬諧振腔的平板表面上出現(xiàn)大量的反向排列的極化表面電荷；由此獲得了 Ag納米金屬諧振腔的等效 LC電路。
　　5.研究了等效 LC電路中的電感、電容和電阻。結果表明：電感與Ag納米金屬諧振腔的間距有關；電容受 Ag納米金屬諧振腔長度和間距的影響。
　　6.利用等效 LC電路，得到了反應 Ag納米金屬諧振腔

5、結構參數(shù)與 Ag納米金屬諧振腔諧振波長關系的計算公式。該公式表明：增大 Ag納米金屬諧振腔的間距，或者減小 Ag納米金屬諧振腔的長度， Ag納米金屬諧振腔的諧振波長將減小。
　　7.建立了 Ag-Si光柵太陽能電池儲能強度的分析模型，對基于等離子體共振效應的 Ag納米金屬光電轉換性能的應用展開研究。具體從 Ag納米金屬電極形狀以及厚度出發(fā)，探討 Ag納米金屬電極對 Ag-Si光柵太陽能電池儲能強度的影響。結果表明：Ag納米金屬電極