金屬納米線表面等離激元及光熱應用研究.pdf

1、在當代光信息技術研究的熱潮中，微納光子器件和微納加工技術這兩大熱點吸引了眾多學者的關注，取得了蓬勃的發(fā)展。其中，化學合成金屬納米線因具有內部散射點少、表面光滑度好、傳輸損耗低等優(yōu)點而被選為表面等離激元(surface plasmon polariton，SPP)的絕佳載體，在微納光子器件中大顯身手:納米波導、納米耦合器、表面增強拉曼光譜傳感和透明電極等。金屬納米線表面等離激元模式分析為這些微納光子器件的設計及其物理機理的探索奠定了基礎。

2、納米連接作為微納加工的關鍵技術，是納米器件與宏觀系統(tǒng)相整合的橋梁，已逐步滲透到各類微納光子器件全壽命過程中。在目前典型的納米連接技術中，光控納米連接因其操作靈活、可控性高、能量利用效率高等優(yōu)點而成為眾多學者追捧的焦點。
　　基于以上研究背景與現狀，本論文主要研究了金屬納米線表面等離激元及其光熱應用。我們從理論到實驗對以銀納米線為代表的金屬納米線結構展開了一系列研究，揭示了金屬納米線表面等離激元模式（束縛模和泄露模）的物理機理，研究

3、了其模式調控機制，發(fā)展了等離激元光控納米修復技術（一種光控納米連接技術）。
　　在微納光子器件研究所衍生的金屬納米線表面等離激元模式分析方面，我們通過組合遠場實空間成像和傅里葉空間成像，實現了金屬納米線中同時激發(fā)的多個泄漏模的識別和調控。首先，提出了典型等離激元模式，包括金屬納米線中的束縛模和泄漏模。其次，依次呈現了具有單激發(fā)，雙激發(fā)和三激發(fā)泄漏模的納米線的實驗結果，并研究了激發(fā)波長和納米線直徑對泄漏模（數量、光學特性等）的影響。

4、
　　在微納加工技術所衍生的表面等離激元光熱效應方面，我們探索并開發(fā)了一種低成本、易操作的基于表面等離激元光熱效應的定點光控納米修復技術。納米刻槽作為一種典型的納米缺陷，通過這種技術可以被修復。納米修復過程分為兩個階段:恒定功率階段和遞增功率階段。在納米修復的第一階段，恒定低功率的激光照射納米刻槽使得納米刻槽寬度變小。在納米修復的第二階段，遞增功率的激光照射納米刻槽，納米刻槽寬度進一步減小并在合適的功率下形成底部連接。我們從仿真和