《金屬納米顆粒聚合體中多重Fano共振效應的研究》是依託太原理工大學，由劉紹鼎擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：金屬納米顆粒聚合體中多重Fano共振效應的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉紹鼎
- 依託單位：太原理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
金屬表面等離激元Fano共振對降低輻射衰減、增大局域場強、提高感測性能具有重要意義，可控譜線整形是實現眾多套用的核心。與單一Fano共振相比，多重Fano共振可實現多波段譜線整形，但現有體系對稱性不高，多重Fano效應的產生依賴入射場偏振，且其調製深度較低，共振頻率不易可控調整，限制了多波段譜線整形的套用。 多極表面等離激元共振頻率容易調整、輻射衰減特性豐富。本項目提出在聚合體中引入多極表面等離激元模式耦合，同時利用聚合體的對稱性，產生偏振無關的多重Fano效應。通過調節體系結構改變多重Fano共振的調製深度，有效降低輻射衰減、增大局域場強，在可見-近紅外區域實現多波段可控譜線整形。本研究將利用時域有限差分法模擬體系近場和遠場分布特性，並採用分子點群理論分析產生多重Fano共振的機理。最後結合以上成果，研究其在多波長感測方面的套用。本項目將為開發基於Fano共振的多波長生物感測器提供基礎。
結題摘要
本項目針對表面等離激元Fano共振效應進行了研究，重點解決了現有體系對稱性不高，多重Fano共振效應的產生依賴入射場偏振，且調製深度較低，共振頻率不易可控調整等問題。提出並設計了由金屬納米棒構成的聚合體結構，可用來產生不依賴於入射場偏振的、具有較高調製深度的多重Fano共振效應，能夠在多個波段有效抑制體系輻射損耗，同時其共振峰位可以方便的調整到指定波段；另外採用簡單的單個劈裂納米盤結構產生了具有較大調製深度的Fano共振效應，簡化了相關光子器件的製備，並能提高器件集成度；基於上述研究，利用Fano共振對輻射衰減的抑制特性增大非線性激發源，同時採用高階等離激元共振增大散射效率，在納米棒聚合體及劈裂納米環中實現了增強的二次諧波輸出，可用於超快非線性光子器件的設計；此外採用電介質納米結構Fano共振同時抑制體系輻射、非輻射損耗，能夠解決表面等離激元結構無法克服的非輻射損耗問題；最後提出了一種基於偏振態的折射率感測方法，與傳統基於強度光譜測量方法相比，其光譜線寬可低至亞納米量級，感測質量因子有望超過1000。以上述成果為基礎，在本項目資助下發表SCI論文8篇，申請專利1項，培養碩士生5名，其中4名取得碩士學位。
