金属-增益介质微纳复合结构表面等离子体激元Fano共振调制及机理研究

项目名称： 金属-增益介质微纳复合结构表面等离子体激元Fano共振调制及机理研究

项目编号： No.11304094

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 谢素霞

作者单位： 湖南科技大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 表面等离子体激元Fano共振效应是等离子体线形调控中一个重要研究内容，在纳米科学领域具有广阔的应用前景。本项目拟针对Fano共振效应研究中存在的调制度低、金属吸收损耗等问题，以金属-增益介质微纳复合结构为研究对象，采用数值模拟和解析推导相结合的方法，深入系统的研究Fano共振效应的调制和机理。研究内容为：1）研究等离子体结构的表面等离子体激元Fano共振效应，在不增加结构复杂度的情况下，寻求提高Fano共振调制度的新方法，并从微观角度揭示其内在物理机制。2）根据增益介质对金属吸收损耗的补偿作用，探讨提高Fano共振品质因子、共振能量及传感灵敏度的新途径，从而实现Fano共振线形更好的人工调制。3）讨论金属-增益介质微纳复合结构非线性Fano共振效应的调制和机理。项目的成果可以为新一代动态可控超高灵敏度表面等离子体共振传感器和高特异性能的表面增强光谱传感器等提供理论依据。

中文关键词： Fano共振；透明窗口；表面等离子体；对称破缺金属纳米结构；石墨烯纳米棒

英文摘要： As an important part of the plasmon line shaping, surface palsmon polaritons Fano resonance has a widely potential application in nanoscale field. We will investigate the modulation and mechanism of the Fano resonance systematically and profoundly of the metal-gian medium composite nano-structures by using numerical simulating and analytical and derivation methods, aiming at the existent problems such as weak modulation depth of the Fano line shap, ohmic loss of the metal and so on. Our research contains: i) Study the surface plasmon polaritons Fano resonance of the plasmonic structure, explore new method of enlarge its modulation depth without increasing the geometric complexity, and clarify the physical mechanisms from the microscopic view. ii) Probe new way of improving the quality factor, resoannce energy and sensitivity of Fano resonance in order to realize a better control of the Fano resoancne line shape according to the compensition of the gain medium to the metal ohmic loss. iii) Discuss the modulation and mechanism of the nonlinear Fano resonance of the metal-gain medium composite nano-structure. The results of this project can provide scientific bases for a new generation dynamic controlled hypersensitized surface plasmon resonance sensor and novel performance surface enhanced raman spectroscopy sens

英文关键词： Fano resonance；Transparency window；Surface plasmon；symmetry breaking metallic nanostructure；graphene nannoribbons