二维金属开口环的表面晶格共振文献综述
2020-04-29 07:04
文 献 综 述 1 表面等离激元材料、SPP共振及相关效应 表面等离激元(surface plasmon, SP)包括表面等离极化激元(surface plasmon polariton, SPP)和局域表面等离激元(localized surface plasmon, LSP) [1]。
SPP是金属内电子受光波的作用,在金属和电介质界面产生的可传播的电子集体振动波[2]。
金属材料一般选用金、银、铜、铂等过渡元素,其复介电常数实部大于0,虚部约等于0。
激发SPP需要能量和动量的匹配。
图1表示,当频率(能量)相同时,SPP的波矢量总是大于光波矢量,无法激发SPP。
但是,通过棱镜耦合、光栅耦合、波导模耦合、强聚焦光束及近场激发的方法,在金属和电介质界面产生平行于界面传播的波,并通过调整参数(棱镜折射率、光栅常数、数值孔径等)使波矢量与SPP波矢量相匹配,实现SPP的激发。
图1:虚线:光锥线;实线:SPP的色散曲线 SPP具有透射增强效应,即材料的周期阵列提供的倒格矢使光波矢量与SPP波矢量相匹配,SPP被激发使光场的能量局域在金属表面,并且通过小孔隧穿到下表面,同时以一个逆过程辐射出去,从而增强透射,其与金属膜的周期结构、孔的形状、入射角度、金属层厚度及上下接触媒介的介电性质有关;量子效应,即单量子SPP具有波粒二象性。
使用单光子激发单量子点,进而激发金属纳米线上的SPP电磁模式,从而实现单量子SPP的产生[1]。
2 单个金属纳米颗粒的LSP共振 由于金属纳米颗粒的大小远小于入射光波长,金属部分可近似均匀。
当光照射金属纳米颗粒时,全部电子在上下表面来回振荡,表现为一个振荡偶极子。
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