高新成,吕靖薇,刘昭庭,汪发美,杨琳,刘超,李春生,牟海维*

(1.东北石油大学 现代教育技术中心,大庆 163318;2.东北石油大学 电子科学学院,大庆 163318)



金纳米核壳局域表面等离子体激元的消光特性研究*

高新成1,吕靖薇2,刘昭庭2,汪发美2,杨琳2,刘超2,李春生1,牟海维1*

(1.东北石油大学 现代教育技术中心,大庆 163318;2.东北石油大学 电子科学学院,大庆 163318)

采用离散偶极近似(Discrete Dipole Approximation,DDA)方法考察核壳比和外界介质折射率对ITO/Au、CdS/Au、Nb-Sn/Au纳米核壳粒子表面等离子体共振消光特性的影响,并利用杂化理论对其物理本质解释。仿真结果表明,ITO/Au和CdS/Au纳米核壳的ω-模式对应的共振峰峰位随核壳比的增加逐渐红移,而Nb-Sn/Au纳米核壳对应的共振峰峰位随核壳比的增加逐渐蓝移；ω+模式对应的四极共振峰峰位随核壳比的增大缓慢蓝移；集中在金壳两极点的振荡电荷对核壳球模式和腔模式的耦合作用以及电场分布有显著影响；相同尺寸纳米核壳的消光能力由强到弱依次是ITO/Au、Nb-Sn/Au、CdS/Au。

消光特性；金纳米核壳；离散偶极近似；模式耦合

1 引言

在入射光的照射下,金属纳米颗粒的自由电子受到光场的驱动而发生集体的振荡,便会在某一频率处发生局域表面等离子共振(Localized Surface Plasmon Resonance,LSPR)现象[1],表现在光谱上为LSPR消光峰。该消光峰不但受金属纳米颗粒形状、尺寸、结构、种类的显著影响,而且亦对外界介质折射率极其敏感[2-4],在生物传感、表面增强拉曼散射、光催化等领域展现出广阔应用前景[5-7]。

目前,科研人员已对阵列、核壳、立方体等结构金属纳米颗粒的消光特性进行了是理论和实验研究,取得了一系列重要进展。……