桑小舟，张大伟

上海理工大学，教育部光学仪器与系统工程研究中心, 上海现代光学系统重点实验室, 上海 200093

氧化钛薄膜调控金属铜的表面等离子体共振特性研究

桑小舟，张大伟*

上海理工大学，教育部光学仪器与系统工程研究中心, 上海现代光学系统重点实验室, 上海 200093

提出了一种利用氧化钛薄膜对金属铜薄膜表面等离子体共振特性调制的想法。实验中首先使用电子束蒸发制备一批同等厚度的氧化钛薄膜，再利用磁控溅射方法在氧化钛薄膜上沉积厚度为5～80 nm不等的金属铜薄膜。测试结果表明，氧化钛膜层对不同厚度的金属铜薄膜表面等离子体共振增强具有不同调制效果，金属铜薄膜厚度小于20 nm时，底层的氧化钛薄膜对Cu薄膜表面等离子体共振增强效果显著，且随着金属Cu膜层厚度增加表面等离子体共振峰发生蓝移，而当金属铜膜层的厚度超过20 nm时，共振增强效果因金属Cu薄膜消光能力的上升而开始减弱。

表面等离子体共振； 氧化钛； 铜； 吸收光谱； 电场分布

引 言

一般认为表面等离子体共振(surface plasmon resonance, SPR)所表现出的特性是由表面等离子体极化(surface plasmon polariton, SPP)和局域表面等离子体共振(localized surface plasmon resonance, LSPR)这两种不同机理同时作用叠加而成[1-2]。表面等离子体极化现象(SPP)是指平行于金属/电介质(或金属/真空)界面方向并沿介质表面传播的一类电磁波，它是由自由电子与介质的电磁场相互耦合作用而产生的[3-4]。由于这类波是在两种不同介电常数材料的界面处传播，它对于材料表面的任何变化都是非常敏感，如分子在金属表面的吸附。……