设计了基于SiO2薄膜间隔的金纳米锥与金薄膜耦合结构表面等离子体共振折射率传感器。使用时域有限差分法研究了复合结构中的表面等离子体共振模式，复合结构不仅能够激发局域表面等离子体共振，也可激发传播表面等离子体共振。入射电磁波的能量部分通过单个金纳米锥耦合到局域表面等离子体，部分通过金纳米锥阵列二维光栅耦合到传播表面等离子体。在待测物折射率1.30~1.40的范围内，对复合结构的反射光谱进行了模拟研究，发现共振波长与分析物折射率呈线性关系，且由于局域和传播表面等离子体的高效激发，反射光谱共振峰处的反射率几乎为零。此外，在最优的金纳米锥几何参数下，传播表面等离子体共振模式的半高全宽非常窄，灵敏度和品质因数分别达到770 nm/RIU和113 RIU?1，具有良好的折射率传感性能。所设计的复合结构作为表面等离子体共振传感器有望广泛应用于生物检测领域。
金纳米锥 金薄膜 表面等离子体 折射率传感 gold nano cone gold film surface plasmon refractive index sensing
1 江南大学 理学院, 江苏 无锡 214122
2 江苏省轻工光电工程技术研究中心, 江苏 无锡 214122
金属是组成超材料的重要成分, 因此确定金属的表面二阶非线性系数对超材料非线性的研究十分重要。使用高灵敏度的光谱仪测量倍频信号, 通过二阶非线性系数已知的石英晶体的Maker条纹对采集信号定标。实验上使用波长为800nm的飞秒激光为光源, 系统地测量了入射角10°到80°范围内, 不同偏振的飞秒激光入射到基于真空气相沉积镀制的35nm金薄膜上产生的倍频光强度, 从而确定金膜的三个二阶非线性系数。实验测量数据与理论拟合一致。
二阶非线性系数 Maker条纹 飞秒激光 金薄膜 second-order nonlinear susceptibility maker fringe femtosecond laser gold film
1 中国科学院电子学研究所, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
采用射频溅射技术在平板玻璃基底上淀积约60 nm厚的金银合金薄膜,然后在室温下通过化学脱合金法形成附着力强、大面积均匀的纳米多孔金膜(NPGF)。利用自建的宽光谱表面等离子体共振(SPR)检测平台获得了暴露于空气中的NPGF在可见-近红外波段的共振光谱,利用菲涅耳公式结合Bruggeman介电常数近似方程拟合实验结果,得到NPGF的孔隙率约为0.38。研究了NPGF-SPR传感器对不同浓度水溶液中的Pb
2+离子和三聚氰胺的响应特性,结果表明该传感器能够对水溶液中浓度为1 nmol·L
-1的Pb
2+及三聚氰胺作出明显响应。对比实验显示NPGF-SPR传感器的灵敏度远高于常规的致密金膜SPR传感器。
传感器 纳米多孔金薄膜 表面等离子体共振 孔隙率 高灵敏度
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 电子科技大学 微电子与固体电子学院, 成都 610054
3 四川大学 原子与分子物理研究所, 成都 610065
采用亚硫酸金钠为主盐, 在阳极氧化铝模板上进行了化学镀和电镀金实验研究。通过扫描电子显微镜和X射线衍射分析测试表明:采用以上两种方法均能制备出纳米多孔金薄膜。两种方法制备的多孔金薄膜微观结构存在较大的差异。化学镀制备的多孔金薄膜微观上是枝晶状的, 电镀制备的多孔金薄膜微观上由纳米线构成。
无氰镀金 氧化铝模板 化学镀 电镀 纳米多孔金薄膜 cyanide-free gold plating anodic alumimum oxide template electroless plating electroplating nanoporous gold film
利用离散偶极近似的方法(DDA)，对具有周期排列纳米孔金薄膜的散射光学性质进行了研究。通过计算得到的散射光谱曲线，确定了表面等离子激元(SPPs)在增强和抑制薄膜散射性质方面起到了重要的作用，通过改变孔间距、孔数量和孔直径能够控制表面等离子激元对薄膜散射系数的影响。同时也分析了膜宽、膜厚对薄膜散射系数的影响，结果表明随着薄膜厚度的增加，表面等离子共振峰强度降低。
金薄膜 散射光谱 表面等离子激元 纳米孔
1 西安交通大学应用物理系,西安,710049
2 西安交通大学电子与信息工程学院,西安,710049
Au-Au2S复合纳米球壳微粒(金纳米球壳),是一种新型复合结构的纳米微粒,其结构为纳米级的Au2S介质球外包裹了一层几个纳米厚的黄金球壳.这种复合纳米球壳微粒可以被抽象为球型谐振腔.报道了它的空腔谐振吸收的实验结果,并且运用经典理论结合介观结构特性,讨论了有关Au-Au2S复合纳米球壳微粒空腔谐振吸收的一些重要参量,其中包括谐振吸收波长、品质因数、谐振能量等.另外,还讨论了金球壳的厚度对这些重要参量的影响.
复合纳米球壳微粒 球型谐振腔 谐振能量 趋肤深度 透射耦合 金薄膜 品质因数
