《分叉金屬納米線中表面等離激元螺旋波導機制的研究》是依託重慶大學，由黃映洲擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：分叉金屬納米線中表面等離激元螺旋波導機制的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：黃映洲
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
金屬納米結構中表面等離激元波導可突破衍射極限，使其成為製備納米光子元件的重要突破口。在分叉金屬納米線體系中，已成功製備了簡單納米光子邏輯器件並證明了其邏輯運算的可擴展性。由於表面等離激元不同振盪模式的相干疊加，處於均勻介質環境的單根金屬納米線中表面等離激元波導呈現能量螺旋傳播的特徵（螺旋波導）。但在分叉金屬納米線中，波導是否也存在螺旋特徵以及該特徵的變化規律，特別是關於分叉納米線結構(直徑、分叉的角度和位置等)影響規律的研究鮮見報導。因此，本項目擬以分叉金銀納米線為研究對象，從實驗和理論上系統研究入射光和分叉納米線結構對表面等離激元螺旋波導的影響，並通過分析在該體系中表面等離激元不同振盪模式的激發、傳導以及耦合特性來深入理解螺旋特徵的變化規律及其中的波導機制，為研發納米光子元件以及更進一步的高集成光子晶片提供設計原則和技術積累，具有重要的研究和套用價值。
結題摘要
基於金屬納米結構中表面等離激元而實現的極大增強電磁場和突破傳統衍射極限光波導，被廣泛套用於諸如超靈敏檢測、太陽能利用、表面催化和大規模光子晶片等光學領域。本項目主要從表面增強拉曼、等離激元波導、等離激元表面催化和Fano共振增強的等離激元圓二色性等四個領域，系統探究了表面等離激元的新奇現象及其影響規律，並通過理論仿真從局域表面等離激元的激發和耦合進行解釋：（1）在等離激元波導方面，搭建了相應的光學檢測裝置，實現了基於金屬納米線中等離激元波導的遠程表面增強拉曼散射技術，並撰寫了相關綜述。（2）在表面增強拉曼散射方面，自主搭建和完善了微區拉曼光譜儀，在金屬納米顆粒二聚體和薄膜體系中發現了電磁場重分布現象並以實現巨大的薄膜拉曼信號增強。系列工作證實該現象還可以拓展到介質薄膜和金屬納米線二聚體系統，對薄膜等二維材料的拉曼超靈敏檢測有非常重要的意義。（3）在等離激元表面催化方面，系統研究了在金屬納米片和金屬納米顆粒薄膜體系中的選擇性催化現象，研究結果表面等離激元的激發和耦合狀態對該選擇性催化有巨大的影響。（4）Fano共振增強的等離激元圓二色性方面，在金屬納米米體系中系統研究了等離激元Fano共振現象及其受結構和材料因素調製的規律，並從理論預言矩納米異質二聚體在斜入射情況下會出現基於Fano共振增強的圓二色譜。
