《磁等離激元複合納米結構的磁光效應研究》是依託南京大學，由唐少龍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：磁等離激元複合納米結構的磁光效應研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：唐少龍
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
磁等離激元納米結構將磁性材料和表面等離激元結合起來，在表面等離激元引起的磁光效應增強和磁場對表面等離激元傳播的調控方面都取得了許多重要的進展，是近年來磁性納米材料領域研究的熱點。本項目將結合干涉光刻技術和磁控濺射或電化學沉積方法製備鐵磁薄膜/金屬納米盤周期性陣列或鐵磁薄膜/(電介質/金屬周期性納米盤陣列)複合結構。研究鐵磁薄膜上周期性結構納米盤的材質、形狀、尺寸、間距、高度以及入射光的入射方向等對傳導表面等離激元（SPP）和局域表面等離激元(LSP)激發的影響，實現對SPP和LSP共振頻率的有效調控。結合實驗和理論模擬研究LSP、SPP和兩者耦合對磁光克爾效應以及克爾旋轉方向的影響，掌握其影響規律，實現磁等離激元複合納米結構對磁光效應和磁性的人工調控，為發展新型磁光效應納米結構功能材料和高靈敏度磁感測器提供實驗和理論依據。
結題摘要
表面等離激元是一種金屬和介質材料界面上的電子集體振盪。近年來表面等離激元派生出眾多的交叉學科和套用。把表面等離激元引入到磁光學中而衍生出的磁等離激元學就是其中的一個研究熱點。把鐵磁性和等離激元結合起來，利用其中局域等離激元和傳播等離激元的激發和耦合來影響材料內部電子運動行為可以產生一系列新奇的磁光現象。項目在以往技術積累的基礎上，通過雷射干涉光刻技術製備了大面積（直徑大於5厘米）有序的鐵磁金屬周期性納米結構陣列，包括納米盤、納米孔、納米條陣列。對有序鐵磁金屬納米結構陣列中傳導表面等離激元（SPP）和局域表面等離激元(LSP)的激發，以及LSP、SPP和兩者耦合對磁光克爾效應和克爾角相位的影響進行了系統研究。結合干涉光刻和電化學沉積的方法，在鈷薄膜上製備了有序的二維鎳納米盤陣列。利用鐵磁金屬納米盤寬化的LSP共振與二維點陣結構激發的窄帶SPP共振的耦合形成了Fano共振，既實現了在純鐵磁金屬等離激元結構中的磁光效應增強，同時也實現了對磁光信號相位的影響。結合干涉光刻與磁控濺射方法製備了大面積的正方周期二維鈷反點陣列，研究發現該鐵磁反點陣列的反射譜和磁光克爾譜沿陣列的不同方向測試表現出明顯的各向異性，研究證實了這種各向異性源於樣品的結構對稱性。在HfO2/Co/HfO2/Ag一維周期性起伏的磁納米結構中，發現了反射譜和克爾譜可通過薄膜起伏的高度進行調製。起伏高度較高時，可出現SPP與LSP共激發，克爾效應得到增強，而且克爾譜發生翻轉。項目同時採用時域有限差分方法研究了周期性納米結構的磁光效應，理論模擬計算揭示了通過最佳化結構參數，可同時獲得大的磁光效應和強的透光率。以上研究成果對發展大面積磁納米結構的構築技術以及新型磁光納米結構功能材料和高靈敏感測器都具有重要意義。
