二維周期性V型金屬等離子體共振結構的設計與制備.pdf

1、表面等離子體共振是金屬表面自由電子和光子相互作用而形成的一種特殊光學現(xiàn)象。通過調整金屬納米結構的尺寸、形狀和組裝方式等，可以有效地調節(jié)表面等離子體共振峰位，使其滿足我們的需求。所以近年來，金屬納米結構的表面等離子體光學在光催化、光學傳感、生物標記、醫(yī)學成像、太陽能電池，以及表面增強拉曼光譜等領域都有廣泛的應用前景。
　　由于微納結構制備工藝的限制，現(xiàn)有的工藝很難實現(xiàn)既經濟又高效的深亞波長等離子共振結構?；诖耍菊撐慕Y合100晶體

2、硅的各向異性腐蝕特性，設計了一款底角為54.7°的周期性V型金屬等離子共振結構。論文基于有限元分析(finite elementanalysis，F(xiàn)EA)法，用COMSOL Multiphysics仿真軟件對比研究了矩形和梯形等離子共振單元以及周期性梯形光柵（即周期性V型金屬等離子共振結構）的場強增益因子。研究表明當光柵激發(fā)的表面等離子共振波的相位與單元結構的局域共振的相位一致時，會形成Fano共振，可以進一步增強結構的場增強因子，達到

3、2000倍。
　　基于上述模擬結果，本論文采用電子束曝光(electron beam lithography，EBL)、紫外光刻、磁控濺射鍍膜和硅加工等相關工藝，制備了二維周期性V型金屬等離子共振結構。因為該制備方法結合了成熟的硅加工工藝以及金屬鍍膜工藝，可精確并穩(wěn)定控制金屬尖端結構之間的距離（即狹縫大?。诒ＷC重復性與可控性的基礎上，能夠實現(xiàn)目前其他共振結構中無法實現(xiàn)的小間距。
　　該周期性金屬共振結構尖銳邊緣的二維光柵