《金屬表面等離激元Fano共振效應及其套用研究》是依託武漢大學，由王取泉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：金屬表面等離激元Fano共振效應及其套用研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王取泉
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
利用金屬納米結構中表面等離激元振盪實現納米尺度下操控光與物質的相互作用是納光子學前沿研究熱點之一。本項目擬研究複合金屬納米結構中不同等離激元模式之間的耦合、雜化和干涉特性及其所產生的新現象和新效應，重點對等離激元Fano效應進行系統深入地研究。理論上，設計兩維和三維複合金屬納米結構，利用時域有限差分方法和離散偶極近似方法模擬計算其局域場分布和具有Fano線型的等離激元光學共振譜；對比分析產生等離激元Fano干涉的兩種物理機制的異同點；並通過分析納米結構和環境條件對Fano共振譜的影響，最佳化結構設計。實驗上，結合物理和化學方法製備具有強等離激元Fano共振的複合金屬納米結構；觀測其Fano共振吸收譜和散射譜及其隨環境折射率的變化關係；重點研究複合納米陣列結構中等離激元Fano干涉導致的多光子發射增強和Raman增強。本研究將有效拓展表面等離激元Fano效應在光學信息處理和生物感測中的套用。
結題摘要
利用金屬納米結構實現納米尺度下操控光的傳輸及其與物質的相互作用是納光子學(nanophotonics)領域中一個十分重要研究方向，近年來迅速發展成為物理學前沿研究熱點之一。這其中核心物理過程就是金屬表面等離激元共振。等離激元共振能夠極大增強局域場強度，從而有效增強了光波場與物質在納米尺度下的相互作用，高靈敏度生物和化學感測、超分辨光學成像、經典和量子光學信息處理以及納米光電子學等領域具有十分重要的套用價值。 對於由多個金屬納米結構組成的複合體系，不同等離激元模式之間的雜化和干涉會引起Fano效應。在金屬納米結構和染料分子或半導體量子點等激子複合體系中，等離激元和激子之間相互耦合作用也會導致複合體系出現非線性的Fano現象。本項目主要針對複合金屬納米結構中不同等離激元模式之間的耦合、雜化和干涉的特性及其所產生的新現象和新效應，以及等離激元激子之間相互作用引起的能量耦合和轉移機制進行了系統深入的理論和實驗研究，取得了一系列有意義的研究成果，發表影響因子大於3的SCI論文20餘篇，其中Nano Lett. 1篇，Adv. Funct. Mater.1篇，Nanoscale 6篇，Sci. Rep. 3篇。
