《電子顯微鏡在等離激元光學中套用的理論研究》是依託南開大學，由蔡衛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：電子顯微鏡在等離激元光學中套用的理論研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：蔡衛
- 依託單位：南開大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
與傳統的光學顯微手段最小只能給出約50納米的空間解析度相比，電子顯微鏡則能成功實現亞埃量級的空間分辨。在此項目中，我們擬通過電子顯微鏡在等離激元光學中的套用研究，分析電子與特定金屬納米結構的相互作用，解決一直困擾等離激元光學乃至納米光學的三個主要問題：表面等離激元高效的定點激發、小於10納米金屬材料的非局域效應的研究以及電子與表面等離激元、光子之間直接的信息轉換。不僅能為實現納米尺度的光電互聯提供良好的套用基礎，而且將為介觀物理的基礎理論提供有益的貢獻。
結題摘要
電子顯微鏡能在表面等離激元光學的研究中能發揮相當大的作用，這得益於電子相對於光子更短的波長，從而能實現更高的探測解析度。在本項目的研究中，我們分別研究了快電子在傳統金屬結構中激發傳播表面等離激元與局域表面等離激元。我們的研究發現電子能在耦合納米線、耦合納米粒子鏈中激發高階等離激元模式，這些模式具有更長的傳播距離，快電子能在耦合納米圓環中激發反對稱耦合表面等離激元。同時我們利用電子顯微鏡陰極螢光光譜技術，研究了快電子在金納米光柵結構中激發表面等離激元，從而分析了金材料在等離激元激發情況下的光學回響更加類似於自由電子氣；與此同時，我們研究了新型二維材料中的表面等離激元，我們提出了摻雜石墨烯等離激元圓環能作為太赫茲至紅外納米光天線，其具有比金屬更好的局域光場的能力；同時襯底非線性可以用來調控石墨烯表面等離激元傳播，對於基於石墨烯的等離激元的器件具有較大影響，從而為利用快電子探測石墨烯表面等離激元提供基礎。
