导读:本文包含了磁等离激元论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:磁光效应,异常光透射,表面等离激元,磁等离激元纳米结构
磁等离激元论文文献综述
类成新[1]（2017）在《周期性磁等离激元纳米结构的光学和磁光特性研究》一文中研究指出同时具有磁光特性和等离激元特性的磁等离激元纳米结构已成为近几年研究的热门课题。由于磁等离激元纳米结构充分地有效结合了表面等离激元和磁性两种特性,使光波在具有表面等离激元共振现象的纳米结构内部诱导的电磁场显着增强,从而大大增强了磁光效应。同时,该结构可以通过外加磁场来对等离激元共振进行有效控制。因此,磁等离激元纳米结构的研究促进了许多新型器件的快速发展,例如,生物、化学传感器,磁光数据存储,光学隔离器、调节器,以及通讯行业中的集成光子器件等等。尽管人们在磁等离激元纳米结构中为了同时获得优良的磁光特性和光学特性方面做过大量的研究,然而,如何设计同时具有良好表面等离激元和磁光特性,并且可以进行有效调控的磁等离激元系统,仍然是一个充满挑战的课题。本论文中,我们首先成功发展了时域有限差分方法,使其能够解决包含有磁性材料纳米结构的光学和磁光效应问题。合理构建了一维、二维周期性磁等离激元晶体结构,利用扩展时域有限差分方法系统研究了所构建的磁等离激元晶体结构的光学和磁光特性。通过系统优化晶体结构的几何参数,我们在可见光和近红外波段均同时得到了较高的透射率和较大的磁光法拉第旋转角,同时对其物理机制进行了详细地诠释。为了验证理论研究的正确性和可靠性,我们在实验方面利用激光干涉光刻技术和磁控溅射技术制备了磁等离激元纳米结构,研究了不同体系的光学和磁光特性,探讨了表面等离激元与磁光效应增强的内在联系。本文的具体研究工作主要包括以下叁个方面:1.构建了一种由双层贵金属光栅和磁性透明介质组成的磁等离激元晶体结构,利用扩展时域有限差分方法对其光学特性和磁光特性进行了深入系统的研究。通过系统优化双层金属光栅结构的结构参数,我们在两个波段处均得到法拉第旋转角共振增强,并且其符号产生了反转,在另外一个透射率频谱区域得到了 57%的异常光透射的同时获得了 44倍增强的法拉第旋转角。文中详细讨论了入射角、结构中双金属光栅之间台柱介质的折射率以及结构周期对磁等离激元晶体结构的光学和磁光特性的影响。研究表明,我们可以通过简单调整双金属光栅构成的磁等离激元晶体结构的几何参数,诸如,折射率、周期等,以及入射角度大小来调控该结构的光学和磁光特性。另外,我们还研究了单层贵金属光栅与磁性介质构成的磁等离激元晶体结构的光学和磁光特性,并与双层金属光栅结构的光学和磁光特性进行了比较。通过两者的对比,我们发现双层金属光栅结构的光学特性和磁光特性均优于单层金属光栅结构的光学和磁光特性。此外,我们对透射率谱中共振波峰、波谷和法拉第旋转角增强、符号发生反转以及双层金属光栅结构的光学和磁光特性优于单层金属光栅结构的光学和磁光特性的物理机制进行了深入地讨论、解释。研究表明,透射共振波峰和波谷的出现主要依赖于表面等离激元共振和波导模式的激发及两者的相互耦合;法拉第旋转角的增大是由磁性介质中两类波导模式—TM模式和TE模式相互转化的转化效率及光波在磁性介质层中传播的有效距离所决定的。2.研究了二维周期性由被蘑菇状金属帽子遮挡的圆孔和环孔系列构成的磁等离激元晶体结构的异常光透射和增强的法拉第磁光效应现象。通过系统优化磁等离激元晶体结构的几何参数,我们在两种不同晶体结构中的透射率谱和法拉第磁光效应谱的可见光和近红外波段均同时得到了较大的法拉第旋转角和较高的透射率。同时,我们对透射率谱中的共振波峰和磁光效应谱中法拉第旋转角增强等产生的物理机理借助于透射共振位置处的电场、磁场的空间分布等手段进行了详细地阐述。研究结果表明,透射共振波峰的出现主要取决于LSPR模式、SPP模式和波导模式的激发及它们之间的相互耦合作用;法拉第旋转角的增大是由磁性介质中两类波导模式—TM模式和TE模式相互转化的转化效率及光波在磁性介质层中传播的有效距离所决定的。3.从实验方面研究了一维周期性磁等离激元纳米结构的光学和磁光横克尔特性。首先从理论上详细阐述了磁光横克尔效应产生以及表面等离极化激元对其显着增强的内在机理。然后,利用激光干涉技术制备了光刻样品以及磁控溅射技术制备了多层金属/氧化物介质薄膜样品,从实验上研究了样品在不同情况下的反射率和磁光横克尔值随入射角变化关系,详细讨论了非磁性氧化物介质层的引入对磁等离激元纳米结构的光学和磁光特性的影响,并从理论上给予了合理的解释。同时,本部分的实验结果验证了前面理论的正确性和可靠性。(本文来源于《南京大学》期刊2017-05-01）
高锦龙[2]（2014）在《磁等离激元纳米结构中的Fano共振和磁光效应》一文中研究指出纳米光子学技术的发展要求人们对光进行更加有效、精确的控制。在过去的十年,伴随着微纳加工技术的普及和进步,表面等离激元学获得了前所未有的蓬勃发展。表面等离激元的激发使得光可以在亚波长尺度上被调控,从而突破了传统意义上的衍射极限并促进了新型光电子器件的研究。在这样的背景下,磁性等离激元纳米结构有效地结合了表面等离激元和磁性两种功能,它既可以通过外加磁场来对等离激元进行调控,又能够极大地增强磁光效应。这个方向的研究促进了许多新型器件方面的应用,比如磁光传感器、定向纳米天线、‘全光磁记录、光隔离器以及调制器等。然而如何设计同时具有表面等离激元和磁光性质的方便可控的系统,依然是一个充满挑战的问题。我们知道,单一的金属纳米结构包括圆盘、纳米线和环等支持局域表面等离激元(LSPs),它对结构尺寸和形状的改变非常敏感。另一方面,表面等离极化激元(SPPs)是一种束缚在金属和介电质界面传播的电磁波模式。有趣的是在复杂等离激元系统中,两种或者以上相干的等离激元模式可能会同时存在,并相互作用形成Fano共振。相比单一的表面等离激元模式,Fano共振拥有尖锐的、不对称的谱线形状,并且对结构和外界介电环境的改变极其敏感。因此在磁等离激元纳米结构中引入Fano共振是一个很令人感兴趣的研究方向,它可以为系统的光学和磁光性质提供更多的自由度和良好的可控性。近年来关于磁等离激元系统的研究确实已经证实了很多种不同的现象,这些工作主要集中在验证LSPs或者SPPs的激发,以及相应引起的磁光效应增强。但是很少有研究能够揭示简单表面等离激元模式是如何能有效地耦合起来,并且进一步讲,这种耦合效应怎么样才能够被合适的控制以及如何导致新颖的磁光现象发生。在设计一个方便可调的Fano共振系统过程中,最严峻的挑战就是如何选择合适的等离激元模式并使其发生可控式耦合,特别是铁磁性金属中电子集体振荡时普遍存在着很强的阻尼效应,所以这种耦合更难以实现。在本论文中,我们利用激光干涉光刻、电化学沉积和磁控溅射的方法,成功地将Fano共振与磁光效应在人工设计的等离激元纳米结构中结合起来。我们的工作主要包括叁个方面：1.在Co薄膜上用电化学电镀的方法,构建了二维正方排列的有序Ni纳米圆盘阵列。通过合理地设计结构的周期和尺寸大小,镍圆盘上的偶极LSPs模式与周期性正方排列带来的SPPs模式可以同时激发并形成Fano共振。我们还从实验和理论两方面研究了Fano共振造成的磁光克尔反转效应。2.然后我们改用溅射的方法制备了一维钴纳米条阵列,这种方法的可以避免由于电镀结构的粗糙度太大引起的光无规则散射,提高了样品的反射率并能优化其表面等离激元性质。实验发现条状阵列也可以产生耦合的Fano共振,它的反射谱线形状不对称性更高,反射率的变化非常剧烈。磁光效应测量的结果表明在这种结构中可以将纵克尔角增强4倍,还能通过改变结构几何参数控制克尔反转发生的位置。3.在前项工作的基础上,我们将贵金属银引入一维纳米条阵列,构筑了Ag/Co/Ag多层复合体系,并进一步优化了结构参数。这种体系可以充分结合利用贵金属优良的等离激元性质和铁磁性金属的磁光性质。实验测量得到了5倍以上的纵克尔角增强及谱线异常尖锐的克尔反转现象,同时横克尔效应达到了5%。总而言之,在我们的样品中,可调的Fano共振是通过LSPs和SPPs耦合实现的。而且我们进一步验证了在共振位置附近,自由电子的集体行为可以显着地改变样品的磁光克尔响应。在传统的铁磁性材料中引入Fano共振提供了一个能够调控磁光效应的新途径,它的作用远远大于材料本身属性所能带来的效果。可控的磁光克尔效应增强和反转可以用来发展以磁光效应为基础的新技术和器件。(本文来源于《南京大学》期刊2014-05-01）
刘海,孙秀冬[3]（2011）在《金属纳米线对中磁等离激元与电介质多层膜表面波耦合作用的研究》一文中研究指出利用严格的耦合波理论研究了由一维金属纳米线对阵列与周期性电介质多层膜构成的复合结构中磁等离激元与布洛赫表面波的耦合作用。研究发现,多层膜界面的布洛赫表面波激发频率与其周期相关,通过改变多层膜的周期可以实现对磁等离激元与布洛赫表面波的耦合强度的调制。在特定的周期下这两种模式频(本文来源于《中国光学学会2011年学术大会摘要集》期刊2011-09-05）
磁等离激元论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
纳米光子学技术的发展要求人们对光进行更加有效、精确的控制。在过去的十年,伴随着微纳加工技术的普及和进步,表面等离激元学获得了前所未有的蓬勃发展。表面等离激元的激发使得光可以在亚波长尺度上被调控,从而突破了传统意义上的衍射极限并促进了新型光电子器件的研究。在这样的背景下,磁性等离激元纳米结构有效地结合了表面等离激元和磁性两种功能,它既可以通过外加磁场来对等离激元进行调控,又能够极大地增强磁光效应。这个方向的研究促进了许多新型器件方面的应用,比如磁光传感器、定向纳米天线、‘全光磁记录、光隔离器以及调制器等。然而如何设计同时具有表面等离激元和磁光性质的方便可控的系统,依然是一个充满挑战的问题。我们知道,单一的金属纳米结构包括圆盘、纳米线和环等支持局域表面等离激元(LSPs),它对结构尺寸和形状的改变非常敏感。另一方面,表面等离极化激元(SPPs)是一种束缚在金属和介电质界面传播的电磁波模式。有趣的是在复杂等离激元系统中,两种或者以上相干的等离激元模式可能会同时存在,并相互作用形成Fano共振。相比单一的表面等离激元模式,Fano共振拥有尖锐的、不对称的谱线形状,并且对结构和外界介电环境的改变极其敏感。因此在磁等离激元纳米结构中引入Fano共振是一个很令人感兴趣的研究方向,它可以为系统的光学和磁光性质提供更多的自由度和良好的可控性。近年来关于磁等离激元系统的研究确实已经证实了很多种不同的现象,这些工作主要集中在验证LSPs或者SPPs的激发,以及相应引起的磁光效应增强。但是很少有研究能够揭示简单表面等离激元模式是如何能有效地耦合起来,并且进一步讲,这种耦合效应怎么样才能够被合适的控制以及如何导致新颖的磁光现象发生。在设计一个方便可调的Fano共振系统过程中,最严峻的挑战就是如何选择合适的等离激元模式并使其发生可控式耦合,特别是铁磁性金属中电子集体振荡时普遍存在着很强的阻尼效应,所以这种耦合更难以实现。在本论文中,我们利用激光干涉光刻、电化学沉积和磁控溅射的方法,成功地将Fano共振与磁光效应在人工设计的等离激元纳米结构中结合起来。我们的工作主要包括叁个方面：1.在Co薄膜上用电化学电镀的方法,构建了二维正方排列的有序Ni纳米圆盘阵列。通过合理地设计结构的周期和尺寸大小,镍圆盘上的偶极LSPs模式与周期性正方排列带来的SPPs模式可以同时激发并形成Fano共振。我们还从实验和理论两方面研究了Fano共振造成的磁光克尔反转效应。2.然后我们改用溅射的方法制备了一维钴纳米条阵列,这种方法的可以避免由于电镀结构的粗糙度太大引起的光无规则散射,提高了样品的反射率并能优化其表面等离激元性质。实验发现条状阵列也可以产生耦合的Fano共振,它的反射谱线形状不对称性更高,反射率的变化非常剧烈。磁光效应测量的结果表明在这种结构中可以将纵克尔角增强4倍,还能通过改变结构几何参数控制克尔反转发生的位置。3.在前项工作的基础上,我们将贵金属银引入一维纳米条阵列,构筑了Ag/Co/Ag多层复合体系,并进一步优化了结构参数。这种体系可以充分结合利用贵金属优良的等离激元性质和铁磁性金属的磁光性质。实验测量得到了5倍以上的纵克尔角增强及谱线异常尖锐的克尔反转现象,同时横克尔效应达到了5%。总而言之,在我们的样品中,可调的Fano共振是通过LSPs和SPPs耦合实现的。而且我们进一步验证了在共振位置附近,自由电子的集体行为可以显着地改变样品的磁光克尔响应。在传统的铁磁性材料中引入Fano共振提供了一个能够调控磁光效应的新途径,它的作用远远大于材料本身属性所能带来的效果。可控的磁光克尔效应增强和反转可以用来发展以磁光效应为基础的新技术和器件。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
磁等离激元论文参考文献
[1].类成新.周期性磁等离激元纳米结构的光学和磁光特性研究[D].南京大学.2017
[2].高锦龙.磁等离激元纳米结构中的Fano共振和磁光效应[D].南京大学.2014
[3].刘海,孙秀冬.金属纳米线对中磁等离激元与电介质多层膜表面波耦合作用的研究[C].中国光学学会2011年学术大会摘要集.2011