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一文探究單個銀納米棒的雙色分光

發(fā)布時間：2021-07-08 作者：axc 分享到：

控制光的傳播對于構(gòu)建利用光或光子作為承載信息和處理信號的介質(zhì)的光路至關(guān)重要。通常操縱光的傳播需要使用笨重的光學(xué)元件。隨著器件越來越小型化緊湊化，光學(xué)器件在被要求可以在越來越小的尺度上進行分光。然而由于光的衍射**，在納米尺度上進行分光是非常困難和具有挑戰(zhàn)性的。

我們在銀納米棒的暗場顯微圖片以及散射光譜中發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)了紅-藍-紅或綠-紅-綠模式，這是一種以前從未報道過的新現(xiàn)象，我們認為這個現(xiàn)象是源于不同的多極子等離子體模式。我們對銀納米棒這種大寬高比的金屬結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)的高階等離子體模式與其散射現(xiàn)象做了分析與模擬。例如圖1a中銀納米棒的尺寸為橫向350nm，縱向66nm，結(jié)構(gòu)置于二氧化硅之上，從圖1b的電荷分布圖來看，在480nm和650nm時分布出現(xiàn)了明顯的對應(yīng)八極子和四極子模式的電荷分布。由圖1c的實圖可以看到，480nm的光會在納米棒的中央垂直通過，而650nm的光會在納米棒的兩端斜向折射，出現(xiàn)了雙色分光現(xiàn)象。同樣的，將銀納米棒尺寸增長到550nmX66nm可以得到在530nm時的十六極子模式，從而實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的綠-紅-綠分光現(xiàn)象。

QQ截圖20210708145907.png

我們利用了電偶極子模型來對這個現(xiàn)象進行解釋和歸納。歸納的結(jié)果顯示，奇數(shù)和偶數(shù)個電偶極子的模式會產(chǎn)生兩種截然相反的遠場模式，一種是在中央呈碟狀的輻射模式，另一種則是在兩側(cè)如同耳形狀的輻射模式。這兩種輻射模式都沒有能量沿著銀納米棒的長軸方向傳輸。奇數(shù)和偶數(shù)個電偶極子的一個關(guān)鍵區(qū)別是垂直于縱軸的中心平面上電磁場的疊加。對于偶數(shù)個電偶極子的排布情況，兩側(cè)對稱有相反取向的電偶極子對，導(dǎo)致完全抵消，因此在中心平面沒有能量輻射，電偶極子的能量只能斜射到遠場。對于具有奇數(shù)個數(shù)的電偶極子排列，來自偶極子的電磁波不能完全抵消，從而導(dǎo)致沿中心平面的能量輻射。

QQ截圖20210708145918.png

金屬納米棒結(jié)構(gòu)簡單，且這種分光機制并不需要對結(jié)構(gòu)進行復(fù)雜地加工處理，加工過程大大簡化�？梢詫饘偌{米棒的尺寸進行調(diào)節(jié)，改變其寬高比來實現(xiàn)對中心波長的調(diào)諧，具有良好的顏色選擇性。該研究**提高了等離子體器件的通用性，促進納米光子學(xué)技術(shù)的發(fā)展及其在非線性光學(xué)、光電子、信息技術(shù)、光通信、傳感和成像等不同領(lǐng)域的實際應(yīng)用。

西安pg電子官方生物供應(yīng)各種金屬納米棒產(chǎn)品，產(chǎn)品名稱如下：

二氧化鈦/氧化鎂核殼納米棒

氧化石墨烯/氧化銅納米棒復(fù)合物

氧化石墨烯/氧化銅納米棒(GO/CuO-NRs)復(fù)合物

GO/氧化銅納米棒(CuO-NRs)納米復(fù)合物

nCu2O/p-Cu2O納米棒復(fù)合結(jié)構(gòu)

氫氧化鑭納米棒

金納米棒@氧化鈰半包覆的核殼結(jié)構(gòu)(h-Au@CeO2)納米材料