一、贵金属Ag中光学和磁光性质的实验研究（论文文献综述）
季淑英[1]（2017）在《亚波长金属光栅宽光谱、宽视角偏振特性的研究》文中进行了进一步梳理偏振分束器是光学偏振系统中的重要光学器件,传统的偏振分束器无法满足高效性、易集成等要求。亚波长金属光栅的光栅周期小于入射波长,能对不同偏振态的偏振光产生不同的衍射效果。而由其制成的偏振分束器还可以实现高效性、宽光谱、宽视角的目的。所以,亚波长金属光栅被广泛应用于光存储、光纤通信以及偏振成像系统等领域。基于严格耦合波理论,建立了单层光栅和多层膜光栅的入射光偏振衍射模型,并采用增强透射矩阵的方法解决了多层膜光栅的数值不稳定问题。本文以金属Ag为光栅材料,设计了三种类型的亚波长金属光栅:中心波长为1550nm的亚波长多层膜金属光栅、中心波长为800nm的亚波长夹层式金属光栅、中心波长为800nm的亚波长嵌入式金属光栅。采用严格耦合波理论和遗传算法优化出三类光栅的最佳结构参数,通过讨论三类光栅偏振特性与入射波长和入射角的关系,研究金属光栅的宽光谱性和宽视角性。最后,对三类亚波长金属光栅进行了工艺容差分析。研究结果显示,所设计的三类亚波长金属光栅满足宽光谱、宽视角、高衍射效率、高消光比的设计要求,且对光栅的周期、光栅的槽深、覆盖层厚度等结构参数具有较大的工艺容差。三类光栅的结构简单、成本低廉、偏振分束效果明显,为实际制备宽光谱、宽视角、高衍射效率、高消光比的亚波长金属光栅提供理论依据。
类成新[2]（2017）在《周期性磁等离激元纳米结构的光学和磁光特性研究》文中研究指明同时具有磁光特性和等离激元特性的磁等离激元纳米结构已成为近几年研究的热门课题。由于磁等离激元纳米结构充分地有效结合了表面等离激元和磁性两种特性,使光波在具有表面等离激元共振现象的纳米结构内部诱导的电磁场显着增强,从而大大增强了磁光效应。同时,该结构可以通过外加磁场来对等离激元共振进行有效控制。因此,磁等离激元纳米结构的研究促进了许多新型器件的快速发展,例如,生物、化学传感器,磁光数据存储,光学隔离器、调节器,以及通讯行业中的集成光子器件等等。尽管人们在磁等离激元纳米结构中为了同时获得优良的磁光特性和光学特性方面做过大量的研究,然而,如何设计同时具有良好表面等离激元和磁光特性,并且可以进行有效调控的磁等离激元系统,仍然是一个充满挑战的课题。本论文中,我们首先成功发展了时域有限差分方法,使其能够解决包含有磁性材料纳米结构的光学和磁光效应问题。合理构建了一维、二维周期性磁等离激元晶体结构,利用扩展时域有限差分方法系统研究了所构建的磁等离激元晶体结构的光学和磁光特性。通过系统优化晶体结构的几何参数,我们在可见光和近红外波段均同时得到了较高的透射率和较大的磁光法拉第旋转角,同时对其物理机制进行了详细地诠释。为了验证理论研究的正确性和可靠性,我们在实验方面利用激光干涉光刻技术和磁控溅射技术制备了磁等离激元纳米结构,研究了不同体系的光学和磁光特性,探讨了表面等离激元与磁光效应增强的内在联系。本文的具体研究工作主要包括以下三个方面:1.构建了一种由双层贵金属光栅和磁性透明介质组成的磁等离激元晶体结构,利用扩展时域有限差分方法对其光学特性和磁光特性进行了深入系统的研究。通过系统优化双层金属光栅结构的结构参数,我们在两个波段处均得到法拉第旋转角共振增强,并且其符号产生了反转,在另外一个透射率频谱区域得到了 57%的异常光透射的同时获得了 44倍增强的法拉第旋转角。文中详细讨论了入射角、结构中双金属光栅之间台柱介质的折射率以及结构周期对磁等离激元晶体结构的光学和磁光特性的影响。研究表明,我们可以通过简单调整双金属光栅构成的磁等离激元晶体结构的几何参数,诸如,折射率、周期等,以及入射角度大小来调控该结构的光学和磁光特性。另外,我们还研究了单层贵金属光栅与磁性介质构成的磁等离激元晶体结构的光学和磁光特性,并与双层金属光栅结构的光学和磁光特性进行了比较。通过两者的对比,我们发现双层金属光栅结构的光学特性和磁光特性均优于单层金属光栅结构的光学和磁光特性。此外,我们对透射率谱中共振波峰、波谷和法拉第旋转角增强、符号发生反转以及双层金属光栅结构的光学和磁光特性优于单层金属光栅结构的光学和磁光特性的物理机制进行了深入地讨论、解释。研究表明,透射共振波峰和波谷的出现主要依赖于表面等离激元共振和波导模式的激发及两者的相互耦合;法拉第旋转角的增大是由磁性介质中两类波导模式—TM模式和TE模式相互转化的转化效率及光波在磁性介质层中传播的有效距离所决定的。2.研究了二维周期性由被蘑菇状金属帽子遮挡的圆孔和环孔系列构成的磁等离激元晶体结构的异常光透射和增强的法拉第磁光效应现象。通过系统优化磁等离激元晶体结构的几何参数,我们在两种不同晶体结构中的透射率谱和法拉第磁光效应谱的可见光和近红外波段均同时得到了较大的法拉第旋转角和较高的透射率。同时,我们对透射率谱中的共振波峰和磁光效应谱中法拉第旋转角增强等产生的物理机理借助于透射共振位置处的电场、磁场的空间分布等手段进行了详细地阐述。研究结果表明,透射共振波峰的出现主要取决于LSPR模式、SPP模式和波导模式的激发及它们之间的相互耦合作用;法拉第旋转角的增大是由磁性介质中两类波导模式—TM模式和TE模式相互转化的转化效率及光波在磁性介质层中传播的有效距离所决定的。3.从实验方面研究了一维周期性磁等离激元纳米结构的光学和磁光横克尔特性。首先从理论上详细阐述了磁光横克尔效应产生以及表面等离极化激元对其显着增强的内在机理。然后,利用激光干涉技术制备了光刻样品以及磁控溅射技术制备了多层金属/氧化物介质薄膜样品,从实验上研究了样品在不同情况下的反射率和磁光横克尔值随入射角变化关系,详细讨论了非磁性氧化物介质层的引入对磁等离激元纳米结构的光学和磁光特性的影响,并从理论上给予了合理的解释。同时,本部分的实验结果验证了前面理论的正确性和可靠性。
张莉[3]（2017）在《亚稳态MnE（E=S、Se）低维纳米结构的快离子导体催化生长、机理及性质研究》文中进行了进一步梳理低维半导体纳米结构的催化生长和催化动力学一直是晶体生长、凝聚态物理、半导体物理和器件、固态化学和材料科学等相关学科领域的研究热点。其中,基于金属催化的气-液-固（vapor-liquid-solid,VLS）生长机理/模式以及由其衍生的液-液-固（solution-liquid-solid,SLS）和气-固-固（vapor-solid-solid,VSS）等生长方法已被广泛应用于多种一维纳米结构的制备。近年来,利用快离子导体催化生长的液-固-固（solution-solid-solid,SSS）生长机理拓展了低维纳米材料的生长方法和研究范围。尽管亚稳态低维纳米材料因其特殊的结构和独特的性质而引起人们的广泛关注,但到目前为止,如何利用上述机理控制制备亚稳态低维半导体纳米材料未见报道。本论文旨在发展一种基于快离子导体催化的SSS生长方法,拓展用于亚稳态（非热力学稳定平衡态）半导体低维纳米结构及其异质纳米结构和固溶体的控制生长,并深入研究和探明所制备亚稳态低维纳米材料的结构、微结构、生长机理与动力学稳定机理。本论文主要研究成果和创新点归纳如下:1.建立和发展了一种亚稳态闪锌矿相MnSe纳米线的液-固-固（SSS）机理的催化生长新方法,实现亚稳态闪锌矿相MnSe纳米线的控制制备。首次在120-200 ℃的温和溶剂热液相反应条件下,运用SSS生长机理通过快离子导体Ag2Se催化生长出四配位的亚稳态闪锌矿相MnSe超长纳米线。在该反应体系中,具有快离子导体结构的体心立方相Ag2Se在催化生长超长MnSe纳米线的过程中表现出很高的催化性能,即便是在极低的浓度下也显示出很强的催化效果。所制备得到的超长闪锌矿相MnSe纳米线的生长方向为<110>方向而不是通常四配位金刚石键型结构（Grimm-Sommerfeld structure）中常见的<111>方向。研究显示,催化剂固溶组分的形成,以及催化剂与纳米线主体之间的固-固生长界面的存在与迁移为固态催化剂催化纳米线生长提供了直接证据。为了更清楚地认识和阐释通过体心立方相Ag2Se催化剂催化生长MnSe纳米线的机制,对纳米线末端包含催化剂端点区域进行持续电子束辐射,通过不同辐射时间采集的透射电子显微（TEM）图像来再现催化生长过程,并直接揭示纳米线生长的SSS机理。研究表明,随着MnSe源物质融入催化剂,在MnSe主体和Ag2Se催化剂之间形成Ag-Mn-Se固溶体通过催化剂-纳米线界面的移动来促进纳米线在催化剂-纳米线固-固界面的持续生长。而这一切都归功于体心立方相Ag2Se催化剂的高浓度Ag（Ⅰ）空位以及Ag（Ⅰ）阳离子的快速移动。固-固催化界面的存在将从动力学角度通过固态快离子扩散或输运促进MnSe纳米线以亚稳态结构各向异性外延生长。同时,伴随掺杂原子引入而形成的固溶体以及温和的反应条件从动力学角度来看都利于亚稳态纳米线的生长和稳定。超细MnSe纳米线、Ag2Se-MnSe纳米棒/火柴棒状纳米异质结构和MnS超长纳米线也可通过液-固-固生长模式于溶剂热体系中制备得到。尽管实际过程中的动力学生长过程很复杂,但该研究为进一步认识温和反应条件下一维亚稳态纳米结构的直接催化生长和动力学稳定提供了一些有益的参考和新的启示。2.发展了亚稳态闪锌矿相MnS纳米线的SSS催化生长新方法,首次通过快离子导体催化生长机理于温和的液相回馏反应中,生长出四配位闪锌矿相MnS纳米线和Ag2S-MnS异质纳米线。MnS常压下的热力学稳定态是六配位立方岩盐相结构,并且因其离子键型程度较高而其四配位亚稳态更倾向于形成纤锌矿相纳米结构,即闪锌矿相MnS比闪锌矿相MnSe更难以合成。本研究利用SSS机理通过借助Ag2S纳米晶体由单斜相向快离子导体体心立方相的转变及其催化实现亚稳态闪锌矿相MnS纳米线的控制生长。深入研究表明,无论使用何种银源,催化闪锌矿相MnS纳米线生长的催化剂均为体心立方相的Ag2S;而不同锰源对产物物相和形貌的影响并不显着。所制备亚稳态闪锌矿相MnS纳米线具有独特的结构/微结构,绝大多数MnS纳米线沿着<112>方向生长而不是金刚石键型结构化合物中常见的<111>生长方向（也不同于MnSe的<110>方向）;只有少数纳米线沿着闪锌矿相<111>方向或纤锌矿相<0001>方向生长,且该区域纳米线生长晶向发生变化而形成弯折状形貌,即矮短的闪锌矿/缺陷或纤锌矿/缺陷超晶格结构连接着<112>方向生长的纳米线主体部分。同时,研究显示纳米线的结构及其稳定性敏感地受反应温度、反应时间甚至是反应压力等因素的影响:提高反应温度和延长反应时间能够促进亚稳态MnS纳米线由闪锌矿相向其热力学稳定态岩盐相转变,且形貌也相应改变;而增加压力有利于纤锌矿相MnS纳米线的亚稳稳定,如尽管凝聚体系受压力影响较小,但增加很小反应压力（1-2 atm）却会引起MnS纳米线从闪锌矿相向纤锌矿相转变。文中详细研究和探明了四配位MnS纳米线的亚稳催化生长机理和结构转化机理,该研究丰富了我们对亚稳态锰的硫属化合物的认识,为探究其它一维亚稳态纳米结构的催化生长提供了有益的借鉴。3.发展了亚稳态正交相AgGaSe2纳米晶体及其固溶体纳米结构的可控制备方法,成功制备出AgGaSe2和AgIn1-xGaxSe2（0≤x≤1）纳米晶体。利用温和的液相方法控制制备出亚稳态正交相AgGaSe2纳米晶体,条件实验显示,该亚稳结构可在200 ℃至270℃的温度范围内反应1到120 min得到。200 ℃是目前报道的关于正交相AgGaSe2合成的最低反应温度,同时260 ℃的1 min反应时间也是目前报道的最短反应时间。产物形貌可通过反应温度的调节从圆形颗粒调至类似水滴状颗粒。同时,通过条件实验研究探明了亚稳相正交相AgGaSe2纳米晶体的生长机理。此外,我们还控制制备出组成和带隙可调的In取代的正交相AgGaSe2固溶体纳米晶体,即四元化合物AgIn1-xGaxSe2（0 ≤ x<1）纳米晶体。其光学带隙可从1.24 eV（x=0）连续调节至1.79 eV/1.81 eV（x=1.0）,且其带隙与组分x数值之间接近线性关系。该简易制备方法将为温和条件下制备更多Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2族亚稳态正交相银基半导体纳米结构如AgGaS2、AgGa（S1-xSex）2、AgIn1-xGaxS2、AgInTe2、AgGaTe2、AgIn1-xGaxTe2 等提供有效参考。
马宗伟[4]（2016）在《金属纳米棒阵列的三阶光学非线性和光致发光特性研究》文中研究说明近年来表面等离激元杂化理论模型的建立和不断完善,以及分立偶极近似（DDA）和时域有限差分（FDTD）等数值计算方法的应用,使人们得以从理论上研究纳米结构中表面等离激元相关的各种特性,并同实验结果作对比,从而揭示纳米结构各种宏观性质的微观机理。光克尔、瞬态吸收光谱等实验手段的应用也不断加深着人们对其中各种微观过程的理解。为了进一步揭示金属纳米结构内某些尚不明确的物理过程的发生机制,并为将来设计和制造性能更加优异的光电子器件奠定基础,本文在介绍表面等离激元杂化物理模型的基础上,结合FDTD电磁仿真,针对金属纳米棒/线阵列结构中的光学非线性进行了以下几个方面的研究：1.研究了不同形状的金（Au）纳米颗粒、纳米棒单体的表面等离激元共振吸收和近场分布等特性,并研究了相互作用的单体之间以及纳米结构单体与平整金属表面之间相互作用方式。利用表面等离激元的杂化在亚10 nm间隙结构内制造表面等离激元热点（hot-spot）并进行有效的激发,可以在热点处实现强烈的局域场增强,并用来增强材料的非线性光学响应和光致发光强度。2.多孔阳极氧化铝（AAO）模板支持的Au纳米线阵列结构中的两种光致发光行为研究。首先,在剥除Al基底的Au纳米线阵列雪崩式光发射研究中,首次观察到了发光强度在阈值功率密度附近的“回线”结构,以及不同激发功率密度和挡光时间下发光强度在百毫秒尺度上的动态变化。提出了以表面等离激元辅助的黑体辐射来解释雪崩式光发射机制的模型,并通过光谱的蓝移和以Planck黑体辐射公式计算的辐射强度增强规律对该模型进行了论证。之后对未剥除Al基底的的Au纳米棒阵列结构中的超连续光产生所做的初步研究表明,Au纳米棒的存在能够大大增强AAO模板的超连续光产生。其寿命尺度表现出明显的超快特性,揭示出两种宽带发光现象背后截然不同的物理本质。这一研究也同时证明了黑体辐射解释的正确性,并说明可以通过决定Al基底的剥除与否来获得超快的Al2O3宽带超连续谱光源或超长寿命的宽带黑体辐射光源。3.利用Z扫描方法研究了含7 nm间隙的金属纳米棒阵列膜（NRAF）的宽带三阶光学非线性。发现所使用的纳米棒阵列膜样品（纳米棒直径50 nm,间距7 nm）在360-900 nm的宽波段内均表现出非常大的三阶非线性光学极化率和品质因子,且其变化趋势与相应样品的消光谱趋势一致。Al-NRAF的三阶非线性极化率、品质因子和透过率分别在500 nm以下、750 nm以下和整个测量波段明显优于相同结构的Au、Ag样品。对CdSe/ZnS量子点样品的荧光增强实验则表明,Al-NRAF更加适合作为近紫外波段的荧光增强基底。以上结果均说明该亚10 nm间隙的表面等离激元纳米棒阵列膜结构非常适合用于发展可见和紫外波段的新型光子器件。4.表面等离激元增强的磁致旋光纳米结构研究现状、基本原理、结构设计和装置搭建简介。阐明了影响纳米结构磁光特性的物理因素,从材料选取和结构设计两个方面指出了利用表面等离激元共振增强材料磁致旋光效应的研究方向。初步完成了利用亚10 nm间隙表面等离激元增强材料磁致旋光性能的复合纳米结构设计方案,介绍了脉冲强磁场下的磁致旋光测量装置的组成和搭建进展、初步实验数据以及装置优化方案,为将来设计和制备具有优良磁致旋光特性的磁表面等离激元复合纳米结构奠定基础。
李道勇[5]（2016）在《周期性纳米结构薄膜的制备与磁光特性研究》文中指出随着微纳米加工与制备技术的发展,对磁光特性材料的研究已由平滑的薄膜转到具有周期性孔阵、条阵、圆盘阵列以及由铁磁金属、贵金属、电介质等构成的复合纳米结构薄膜上来。由于这种周期性结构薄膜能够激发等离激元,并可以通过改变结构参数（孔或盘的半径、阵列周期、薄膜厚度等）来调控等离激元的激发,而磁性材料在外磁场的作用下可以产生磁光效应,因此这种同时兼具磁光特性和等离激元特性的新型纳米结构—磁等离子晶体或磁等离激元,已成为近几年的研究热点,而对应的学科分支被称为磁等离激元学。由于磁性等离激元纳米结构有效结合了表面等离激元和磁性两种特性,并且光在具有表面等离激元效应的纳米结构内部诱导的电场强度大大增加,从而增强了磁光效应,导致磁光特性在许多领域得到重要的应用,如激光领域中的磁光调制器、磁光隔离器、磁光开关,生命科学技术领域中的磁光传感器,材料领域中的磁畴观测等。涉及磁光效应的理论和实验很多,在本文中,将时域有限差分法（FDTD）应用到磁光效应的计算中,丰富了磁光计算的方法,通过对比其它理论计算和实验结果,验证了此方法的可靠性。实验方面利用光刻技术制备了周期阵列的薄膜,研究了不同体系的磁光增强与等离激元的关系。本文的研究工作主要包括以下几个方面的内容：1、利用我们的计算方法主要研究了孔阵金属膜与磁介质层结合构成的磁等离子晶体体系的透射增强以及磁光效应。研究的模型主要包括方孔体系和圆环孔体系,通过调节孔阵周期以及填充介质的参数,探索法拉第谱和透射谱的变化关系,获取光学增强和磁光增强的最佳条件。对于方孔体系,计算发现,孔径为250 nm,孔阵周期从350 nm增大到450 nm的过程中,在短波区域,法拉第角比较大的位置附近出现一个新的透射峰,并在这个新峰位置附近同时出现了大的法拉第角和透射率；新峰的位置随周期增大发生红移,并对填充介质的折射率非常敏感。此外,通过结构搜索的办法,我们构建的环孔体系（外径150 nm,内径75 nm）具有更大的磁光增强,与半径150 nm的圆孔进行了对比,结果发现,圆环的占空比虽然小于圆孔,但是对应的透射率却大于圆孔。对于周期450 nm的圆环和圆孔阵列,圆孔的占空比约为35%,透射率为53%,增强系数达到1.5,但是对于同样外径的圆环体系,其占空比减小到26%,而对应的透射率却增大到65%,增强系数为2.48,几乎是圆孔的两倍。此外,在光学增强的位置还发现了大的法拉第角和克尔角,如在892 nm位置附近,透射率达到63%,对应的法拉第角达到0.74度,而同样厚度的平整膜的法拉第角只有0.03度,已经增强了二十多倍,增强效果非常明显。这种结构还可以在同一个波长位置得到增强的克尔角和相对较大的反射率,从而实现多重测量。此外,这两种体系的等离子晶体结构对环境介质的变化比较敏感,随着折射率增大,法拉第角和透射峰都出现红移。因此本部分计算对于磁光传感器和磁光隔离器的设计具有重要的意义。2、实验制备了一维周期阵列的条形结构多层薄膜,研究了其横克尔增强。银/钴/银三层结构阵列薄膜产生的反射率吸收峰比银/钻双层结构更明显,说明顶部银膜能更好的激发表面传播等离激元（SPP）。实验表明两种体系都产生了明显的横克尔增强,在反射率比较高的情况下仍旧达到1.5%,并且随入射角增大横克尔振荡峰发生红移。此外,我们在上层银膜和中间钴膜的中间引入介质层,构建一种金属-绝缘体-金属波导结构薄膜体系,通过测量此体系的光学特性和磁光特性,发现反射谱和克尔谱都出现新的振荡峰,并指出介质层两侧产生的SPP耦合导致的波导等离子极化是造成多峰振荡的原因；此外,新峰的出现使得此体系的光学信息和磁光信息更加丰富,有利于实现多通道的磁光调制。通过分析磁场对SPP的影响,理论分析了横克尔增强的原因：磁场导致了磁性材料中介电常数非对角元的出现,进而引起SPP的波矢变化,即SPP的波长变化,这种变化改变了反射光的强度从而导致横克尔的产生。3、研究了二维周期阵列的光学特性和磁光效应。制备了棋盘结构和点阵结构的薄膜体系,研究了薄膜体系的SPP激发特性和磁光特性。对于棋盘结构,溅射了两种体系的薄膜：银-钴-银膜和银-钴-二氧化硅膜。通过测量它们的光学特性发现,氧化物覆盖的薄膜,虽然也有表面传播等离激元SPP的产生,但是整体效果不明显,没有测到横克尔增强,但得到较大的极克尔,原因是钴产生的等离激元共振传播距离小,更多的被局域在颗粒周围,从而导致了局域等离子共振（LSPR）的增强,致使极克尔较大,相对于平整钴膜提高了近一倍。对于银-钴-银棋盘结构的薄膜,由于上层银膜能更好的激发SPP,反射率谱有了明显的吸收峰,并且横克尔明显增强,在很大的方位角和入射角范围内都可以发生明显的SPP激发现象,调控参数更为丰富。对于点阵结构的银-钴-银薄膜,我们制备的样品中没有发现明显的横克尔增强,但极克尔却很大,原因是LSPR的作用更为明显。总之,结构参数和材料体系的设计对SPP和LSPR的影响很大,而横克尔和极克尔机理不同,从而导致了不同的增大效果。
谢璐[6]（2016）在《一维Cu/Ni多层纳米线的电化学制备及其性能研究》文中研究说明近年来,一维纳米材料因为其特殊的性能,逐步成为物理学、材料学、电子学等领域的研究对象,而由磁性/非磁性金属组成的多层纳米线作为一维纳米材料的一员,不仅在基础应用研究和纳米材料应用领域等方面有重要意义,而且在纳米电子器件和巨磁电阻传感器领域有潜在应用价值。因此,开展具有良好周期性结构的一维多层纳米材料的研制及其性质研究可以为以上研究领域提供基础实验数据,为相关纳米器件的研制提供新的思路。本文通过借助重离子径迹模板（聚碳酸酯膜PC）辅助电化学沉积法交替沉积制备出Cu/Ni多层纳米线;利用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）结合EDS线扫描进行表征,获得多层纳米线的直径、层厚和晶体结构等信息;用紫外-可见-近红外光谱仪（UV/Vis/NIR）测量和分析多层纳米线的消光光谱;用振动样品磁强计（VSM）测量多层纳米线的磁滞回线,再用综合物性测量系统（PPMS）测量电流垂直于二维膜平面的巨磁电阻效应（CPP-GMR）。最后实现对Cu/Ni多层纳米线直径、层厚和层数可控制备,得到不同直径、层厚、层数对其光学性质和电磁学性质的影响。进行多层纳米线阵列光学性质研究时,入射光平行于纳米线阵列,随着多层纳米线周期、直径和Cu层厚的增大,吸收增强,消光光谱的峰位发生红移,这是由于Cu/Ni多层纳米线表面等离子体共振（SPR）增强引起的。其中随着Cu/Ni多层纳米线的周期增大,其消光光谱峰位发生红移,这是因为Ni层的杂质效应引起的;随着Cu层厚的增大,相邻铜层的耦合效应也会使消光光谱的峰位产生红移;随着纳米线直径的增大,由于相位延迟效应的增强,其消光峰峰位同样发生红移。进行纳米线阵列磁学性能研究时,发现Cu/Ni多层纳米线阵列的易磁化轴向与纳米线长轴方向平行。当外磁场平行于纳米线阵列时,不同子层厚、不同周期和不同直径下的Cu/Ni多层纳米线的磁性能表现出了明显的变化规律,如,形状各向异性使得多层纳米线的矫顽力Hc随着Ni层厚和周期的增大而增大;随着Cu层厚和直径的增大,相邻Ni层之间交换耦合效应的减弱和相邻纳米线之间的静磁耦合效应也使得矫顽力Hc减小。饱和磁场强度也与矫顽力相同,随着Ni层厚和周期数目减小而减小,该现象是由于相邻两个非磁性Cu层之间的磁性Ni层含量的减少造成的。此外,对于磁场垂直于二维膜面的纳米线阵列,Cu/Ni多层纳米线的巨磁电阻（GMR）值在300 K温度条件下要小于100 K时的值;当Cu层厚小于电子自旋扩散长度时,巨磁电阻（GMR）值随着Cu层厚的增大而减小。温度升高,“电子-声子散射”增强,亦使Cu/Ni多层纳米线的GMR值减小。
张绍银[7]（2014）在《复合磁性纳米结构的制备与磁光性能研究》文中提出本论文从理论与实验两个方面研究了复合纳米磁性结构的磁光特性。在理论方面,对多层复合薄膜的磁光性能参数,采用传输矩阵法进行了数值计算。对周期性阵列复合结构的磁光性能,采用散射矩阵法进行了研究。同时,通过COMSOL Multiphysics软件模拟了复合薄膜内的光场分布。在实验方面,利用磁控溅射方法制备氧化铪/磁性金属复合多层薄膜。结合光刻方法和磁控溅射,制备了周期性的纳米结构阵列。利用扫描探针显微镜（SPM）对样品的微结构进行了表征,利用椭偏仪和磁光测量系统对样品的光学性能参数和磁光克尔效应进行了测试和研究。主要的研究工作包括以下几个方面：一、多层复合薄膜的设计制备与磁光性能研究为改进钴膜的磁光性能,引入二氧化铪HfO2介质,构造法布里-泊罗干涉腔,设计了四层膜结构：Hf02/Co/Hf02/Al/substrate。根据多层膜的传输矩阵理论,对四层膜HfO2/Co/HfO2/Al/substrate磁光性能参数进行了理论计算。探寻四层膜磁光增强的基本规律。在最佳磁光品质因子的条件下,数值计算了克尔角、椭偏率、反射率随入射波长的变化规律,并理论预言了多层薄膜光学腔效应的存在。在理论计算的基础上,用磁控溅射法制备了多层复合薄膜：HfD2/Co/HfO2/Al/substrate, HfO2/Co/HfO2/Ag/substrate。研究表明,在保持钴膜与铝膜厚度不变的情形下,多层膜的磁光克尔谱随二氧化铪的厚度发生变化；而在保持二氧化铪总厚度不变的条件下,磁光克尔谱随钴膜的位置发生变化。实验结果验证了多层薄膜中腔效应的存在。对样品HfO2（11nm）/Co（15nm）/HfO2（30nm）/Al（40nm）/silicon克尔谱的测量,发现最大极克尔角达到-7.92°,约为单层钻膜克尔角的四十倍；而对HfO2（15nm）/Co（15nm）/HfO2（30nm）/Al（40nm）/silicon样品,观测到其最大纵克尔角达到-1.04°。特别是,多层膜在一个较宽的波长范围内,磁光性能得到显着增强。为了解释多层膜磁光效应增强的现象,利用软件COMSOL Multiphysics4.3b,数值模拟了多层微腔中的电磁场分布,结果表明,法布里-泊罗腔效应是多层膜磁光增强的根源。通过对反射谱的测量发现,大的克尔角与多层膜反射谱的谷值对应。这是由于法布里-泊罗腔效应,引起了多层膜表面反射光的相消干涉,使反射的电磁能量降低,而吸收的电磁能量增大。二、周期性磁性薄膜阵列的制备与磁光性能研究磁等离激元晶体展现出新颖的磁光特性,是当前纳米磁学领域的一个研究热点。鉴于此,结合光刻技术与磁控溅射方法,我们制备了两类周期性薄膜阵列：一类是复合磁性薄膜的条形阵列,一类是复合磁性薄膜的方形阵列。研究了两类复合磁性薄膜的磁光性能。研究表明,由于引入二氧化铪介质层,阵列复合薄膜的磁光性能得到明显增强。多层条形薄膜阵列的磁光性能与条形宽度、高度、周期等几何形状有关,通过调节几何形状,改变传播等离激元与局域等离激元的激发模式,可以达到调节其磁光性能的目的。多层薄膜条形阵列的磁光性能与中间层二氧化铪的厚度密切相关,改变Hf02的厚度,可以控制光学腔效应的发生,增强其磁光性能,而且也能够实现克尔角的符号翻转。对于方形薄膜阵列,其磁光性能存在明显的空间各向异性。这是因为不同的空间方位,传播等离激元SPP与局域等离激元LSP的激发模式不同,从而影响其磁光响应。利用腔效应,复合薄膜的方形阵列磁光性能也可以得到进一步改善。三、利用散射矩阵法研究钴纳米管阵列的磁光性能利用傅里叶变换,推导了纳米管阵列的介电张量形式,提出了纳米管的有效电极化模型。根据散射矩阵的方法,对嵌入到介质中的六角排布钴纳米管阵列的磁光性能进行了理论计算。计算结果表明：在一个较宽的波长范围内,在钴的占位率相同的条件下,钴纳米管阵列的磁光性能优于钴纳米盘阵列的磁光性能。钴纳米管阵列的磁光性能与纳米管的长度、壁厚、间距、填充介质有关,磁光响应的增强与反射谱的极小值存在关联,而等离激元共振激发与反射谱的极小值相对应。由此推知：由于等离激元激发,引起空间电磁场能量的重新分布。由等离激元激发产生的光发射,使反射光的克尔偏转有较大的改变,这是磁光增强的原因。根据有效电极化模型,由于局域等离激元的激发,产生电偶极子振荡,通过电偶极子振荡和磁化强度共同作用,使复克尔角有较大的相位改变,可能导致克尔角的符号发生改变。
豆振领[8]（2013）在《基于电子有效质量的Drude修正模型优化分析及其应用研究》文中研究说明材料的光学性质可以用复介电参数ε唯一地确定和求解表达,而贵金属材料的介电参数是影响微纳米器件中表面等离子体波传输性能的关键因素之一。因此,有必要对贵金属材料的介电参数进行重点研究。物质的介电参数是由在外电场作用下该物质所产生的极化所决定的,它和工作波长有着密切的关系。以往的相关实验测量结果表明,随着工作波长的变化,金属的复介电参数会呈现出较大范围的变动。在理想电子气模型基础上提出的Drude模型很好地表达了这种关系,但该模型把自由电子之间以及电子与离子实之间的复杂关系,简化的过于简单,导致在红外以及可见光区域的计算结果与实验数据之间存在着较大的差距。本文基于电子有效质量对传统的Drude模型进行了修正,考虑了电子在金属中运动的过程中受到其他电子的影响等因素,运用最小平方误差分析法对修正模型的理论分析值与已有实验结果进行了优化分析,获得了优化后的贵金属材料有效等离子体频率及有效电子驰豫时间,修正后的Drude模型的介电参数计算曲线在200-2000m波段能够与实验结果曲线很好地拟合；并且,利用优化后的有效等离子体频率与传统基于电子静质量定义的等离子体频率之比获得的电子有效质量结果与已有专业文献给出的相关结果亦相吻合。由此研究结果表明,在传统的Drude模型中必须考虑电子有效质量的作用,才能使该模型的理论计算结果与实验测量结果保持一致。另外,本文仅仅利用简单的数学分析计算,就能够得到与量子力学中对电子有效质量几乎相同的求解结果,这也为固体物理学中对电子有效质量的求解提供了一种新思路、新方法,也有利于加深对表面等离子体波传输的物理理解。利用此方法,我们把工作波长拓展到更大的波长范围,获得了优化后的有效等离子体频率及有效电子驰豫时间,并且得到的计算曲线也能够在很宽的范围内和实验曲线很好地拟合,进一步确认了该方法的科学合理性。最后,运用提出的最小相对平方误差法,利用同样的步骤对传统Drude模型进行了修正,并与前面的修正方案进行比较,也找到了其应用价值。
许卫兵[9]（2012）在《金属Ag纳米杆和纳米团簇结构热稳定的原子级模拟研究》文中指出由于纳米材料具有与宏观块体材料截然不同的表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观隧道效应等优异特性，使得纳米科技受到越来越多的科研工作者的关注，尤其是对纳米团簇和纳米线的研究，更处于纳米科技的尖端。本文采用了分子动力学模拟方法，以银纳米杆和纳米团簇为研究对象，模拟研究不同长度纳米杆和正方体型团簇在不同温度弛豫过程中的动态平衡变化过程，分析研究了弛豫后银纳米杆和团簇的稳态结构、平均势能变化及其在不同时刻结构的演变过程。研究结果表明：银纳米杆存在一与杆长相关的临界熔断温度，该临界熔断温度随杆长增加而显着降低。当温度大于熔点而小于临界熔断温度时，体系形成一个高度无序的球形团簇，而温度大于临界熔断温度时，体系则熔断成两个球形团簇。并给出了银纳米杆的产生该熔断现象的机理。以249个银原子构成的立方体形纳米团簇存在一个临界失稳温度，临界失稳温度以下Ag团簇依然保持近似的立方体形结构；大于临界失稳温度，对Ag团簇短时间弛豫就会发现体系内原子重排，形成较为稳定的面心多面体结构，直到熔化之前均不能使之发生明显的变化。大于熔点后，整个体系发生熔化，所有原子处于高度无序的状态，体系成无序球状。而且金属Ag小尺寸纳米团簇和纳米杆的熔点均小于块体的熔点，且在熔点附近都出现了负热容现象。
孙玉增[10]（2011）在《不同形貌硫化银纳米结构的合成及其储氢性能研究》文中研究说明Ag2S纳米结构及其复合物在荧光、光限幅、太阳能电池、非挥发性记忆、纳米开关、光催化制氢、降解有机污染物、癌症治疗、灭菌、传感器和液态润滑等领域具有重要的应用价值。本论文着眼于Ag2S纳米结构研究中存在的问题,以设计并合成形貌和尺寸均一的纳米结构、开发及研究其与储氢性能之间的关系为目的,实现对该类纳米结构储氢性能的调控,进行了一系列实验研究。通过表面活性剂CTAB辅助水相法,合成了零维和一维Ag2S纳米结构。实验发现,在反应温度为45 oC条件下,S2O32-/Ag+物质的量浓度比、HNO3用量和反应时间决定所得纳米颗粒的形貌和相组成。当S2O32-/Ag+物质的量浓度比为3.2:1、HNO3用量分别为0.2、0.5和1.0 mL及反应时间分别为2.0、1.0和0.5 h时,得到小面球状与多面体形貌Ag2S/Ag3SBr异质纳米颗粒及表面被小颗粒修饰的球状Ag2S纳米颗粒。当S2O32-/Ag+物质的量浓度比为2.2:1、HNO3用量分别为0.2、0.8和2.0 mL及反应时间分别为10.0、2.5和1.0 h时,形成六方与立方形貌Ag2S中空纳米颗粒及囊状形貌Ag2S/AgBr复合纳米颗粒。当S2O32-/Ag+物质的量浓度比为1.8:1、HNO3用量分别为0.2和0.5 mL及反应时间分别为12.5和5.0 h时,制得斜方形貌Ag2S中空纳米颗粒及椭球形貌Ag2S/AgBr复合纳米颗粒。同时,中空和异质纳米颗粒还可自发组装成有序阵列。在反应温度为90 oC及反应时间为12.0 h条件下,当S2O32-/Ag+物质的量浓度比为10:1时,获得Ag2S纳米棒阵列;增大或减小S2O32-/Ag+物质的量浓度比均不利于一维纳米结构的形成。在水溶液中,NaOH用量0.4 mL、室温反应96.0 h条件下,通过分解银与硫脲形成的配合物,合成了Ag2S纳米棒;在0.25 g PVP辅助下、NaOH用量为0.8 mL,得到颗粒组装的Ag2S纳米棒;增大或减小NaOH用量、升高反应温度,易导致纳米颗粒的形成。利用有机液相法,在溶剂为油胺,硝酸银和硫粉用量分别为0.0006和0.003 mol、反应温度为120 oC及反应时间为3.0 h条件下,制备了Ag2S纳米棒;减小硫粉用量、升高或降低反应温度,有利于纳米颗粒的形成。在油胺和十八胺物质的量之比为1:9、反应温度为120 oC及反应时间为4.0 h条件下,制得Ag2S纳米线。用等物质的量油酰胺、三正辛胺和十八叔胺代替十八胺,反应时间均为30 min,产物分别为Ag2S纳米短棒、纳米颗粒与纳米棒、纳米颗粒。随着反应时间的延长,有机液相中的一维Ag2S纳米结构均逐渐溶解而转变为零维纳米颗粒。在乙醇媒介中,以银纳米线作为前躯体,与硫粉室温反应24.0 h,获得立方形貌银纳米颗粒修饰的Ag2S纳米管。对所合成的Ag2S纳米结构的电化学储氢性能进行了研究。结果表明,储氢性能与纳米结构的形貌有重要的依赖关系。斜方、六方及立方形貌Ag2S中空纳米颗粒的储氢容量分别是6.95、6.58和6.95 mg/g,循环效率分别为90%、86%与90%;小面球状和多面体形貌Ag2S/Ag3SBr异质纳米颗粒及表面被小颗粒修饰的球状Ag2S纳米颗粒的储氢容量分别是3.36、4.82与3.07 mg/g,循环效率分别为44%、63%和40%;椭球及囊状形貌Ag2S/AgBr复合纳米颗粒的储氢容量分别是7.13与2.08 mg/g,循环效率分别为92%和27%。水相法合成的Ag2S纳米棒阵列、纳米棒和颗粒组装的纳米棒的储氢容量分别是7.53、7.65与6.87 mg/g,循环效率分别为98%、99%和90%;有机液相法得到的Ag2S纳米棒和纳米线的储氢容量分别是6.95与2.85 mg/g,循环效率分别为90%和37%;银颗粒修饰的Ag2S纳米管的储氢容量是6.73 mg/g,循环效率为88%。说明Ag2S中空纳米颗粒、椭球形貌Ag2S/AgBr复合纳米颗粒及Ag2S纳米棒、颗粒组装的纳米棒、纳米棒阵列和纳米管均呈现出较好的储氢性能,在氢气存储领域具有一定的应用前景。
二、贵金属Ag中光学和磁光性质的实验研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、贵金属Ag中光学和磁光性质的实验研究（论文提纲范文）
（1）亚波长金属光栅宽光谱、宽视角偏振特性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 亚波长光栅研究背景 |
| 1.2 亚波长金属光栅的研究与发展 |
| 1.2.1 常见的几类亚波长金属光栅 |
| 1.2.2 亚波长金属光栅的国内外动态 |
| 1.2.3 亚波长金属光栅的数值分析方法 |
| 1.3 本文主要内容 |
| 第二章 亚波长金属光栅的研究理论与方法 |
| 2.1 光栅衍射理论 |
| 2.2 严格耦合波理论 |
| 2.3 单层光栅的衍射模型 |
| 2.3.1 单层光栅的模型建立 |
| 2.3.2 各区域电场及磁场 |
| 2.3.3 单层光栅边界条件 |
| 2.4 多层膜光栅的衍射模型 |
| 2.4.1 多层膜光栅的模型建立 |
| 2.4.2 各个区域的电磁波表达式 |
| 2.4.3 多层膜光栅边界条件 |
| 2.4.4 矩阵分解法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 亚波长多层膜金属光栅的设计与优化 |
| 3.1 遗传算法 |
| 3.2 亚波长多层膜金属光栅的设计与优化 |
| 3.2.1 亚波长多层膜金属光栅模型 |
| 3.2.2 亚波长多层膜金属光栅的优化 |
| 3.2.3 亚波长多层膜金属光栅的工艺容差 |
| 3.2.4 本章小结 |
| 第四章 亚波长夹层式金属光栅的设计与优化 |
| 4.1 亚波长夹层式金属光栅模型 |
| 4.2 亚波长夹层式金属光栅的优化 |
| 4.3 亚波长夹层式金属光栅的工艺容差 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 亚波长嵌入式金属光栅的设计与优化 |
| 5.1 亚波长嵌入式金属光栅模型 |
| 5.2 亚波长嵌入式金属光栅的优化 |
| 5.3 光栅宽光谱、宽视角性能分析 |
| 5.4 亚波长嵌入式金属光栅的工艺容差 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（2）周期性磁等离激元纳米结构的光学和磁光特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 磁光效应 |
| 1.1.1 磁光效应的产生机理 |
| 1.1.2 磁光克尔效应 |
| 1.1.3 磁光法拉第效应 |
| 1.1.4 磁光效应增强方式 |
| 1.2 表面等离极化激元 |
| 1.2.1 概述 |
| 1.2.2 表面等离极化激元的基本性质和色散特性 |
| 1.2.3 表面等离极化激元的激励方式 |
| 1.2.4 局域表面等离激元的理论研究方法 |
| 1.3 磁等离激元 |
| 1.3.1 磁等离激元对磁光横克尔效应的增强 |
| 1.3.2 磁等离激元对极化旋转磁光效应的增强 |
| 1.3.3 磁等离激元导致的极化旋转角的反转 |
| 1.3.4 磁等离激元晶体结构中的磁光强度效应 |
| 1.4 论文选题意义和内容安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验和理论方法 |
| 2.1 理论计算、模拟方法 |
| 2.1.1 时域有限差分方法基本理论 |
| 2.1.2 扩展时域有限差分方法 |
| 2.1.2.1 磁性材料非对角型介电张量的导入 |
| 2.1.2.2 磁光旋转角及椭偏率的计算 |
| 2.1.2.3 数值模拟结果与文献对比 |
| 2.2 样品的制备系统 |
| 2.2.1 激光干涉光刻技术简介 |
| 2.2.2 自主搭建的激光干涉光刻系统 |
| 2.2.3 激光干涉光刻流程 |
| 2.2.4 磁控溅射镀膜方法 |
| 2.3 样品的表征系统 |
| 2.3.1 表面形貌表征—扫描探针显微镜 |
| 2.3.2 光学性能表征系统 |
| 2.3.3 磁光纵、极克尔效应测试系统 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 一维周期性磁等离激元晶体结构的光学和磁光特性研究 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 物理建模与模拟方法 |
| 3.3 数值结果分析与讨论 |
| 3.3.1 双层金属光栅的光学和磁光特性 |
| 3.3.2 等效双层金属光栅的光学和磁光特性 |
| 3.3.3 单层金属光栅的光学和磁光特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 二维周期性磁等离激元晶体结构的光学和磁光特性研究 |
| 4.1 二维周期性被蘑菇形状金帽遮挡的圆孔构成的磁等离激元晶体结构的异常光透射和增强法拉第旋转角 |
| 4.1.1 物理模型与模拟方法 |
| 4.1.2 数值结果分析与讨论 |
| 4.2 二维周期性矩形环孔构成的磁等离激元晶体结构的异常光透射和增强法拉第旋转角 |
| 4.2.1 研究背景 |
| 4.2.2 物理模型 |
| 4.2.3 数值结果分析与讨论 |
| 4.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 一维周期性磁等离激元结构的光学和磁光特性实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 磁光横克尔效应的增强机理 |
| 5.3 样品制备与结构表征 |
| 5.4 样品的光学和磁光特性研究 |
| 5.4.1 一维周期性条阵列的测试表征方式 |
| 5.4.2 三层Ag/Co/Ag磁等离激元结构的光学和磁光特性 |
| 5.4.3 四层Ag/Co/SnO_2/Ag磁等离激元结构的光学和磁光特性 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 论文总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 本文存在不足与展望 |
| 攻读博士期间发表或待发表的论文 |
| 致谢 |
（3）亚稳态MnE（E=S、Se）低维纳米结构的快离子导体催化生长、机理及性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 亚稳态半导体纳米材料 |
| 1.1.1 材料的亚稳态 |
| 1.1.2 半导体纳米材料 |
| 1.2 一维半导体纳米材料的制备 |
| 1.2.1 溶液体系晶体生长理论 |
| 1.2.2 SLS(液-液-固,Solution-Liquid-Solid)生长模式及几种相关液相生长模式 |
| 1.2.3 快离子导体的概念 |
| 1.2.4 SSS(液-固-固,Solution-Solid-Solid)生长机制 |
| 1.3 本论文的选题背景和主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 基于液-固-固机理的超长亚稳态闪锌矿相硒化锰纳米线的快离子导体催化生长 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂 |
| 2.2.2 硝酸银乙醇溶液的配制 |
| 2.2.3 样品制备 |
| 2.2.4 样品表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 液相控制生长亚稳态闪锌矿相MnS纳米线 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂 |
| 3.2.2 硝酸银溶液的配制 |
| 3.2.3 Ag_2S纳米晶体原液的合成 |
| 3.2.4 Ag_2S纳米晶体催化生长亚稳态MnS纳米线 |
| 3.2.5 产物表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 一步法制备正交相三元AgGaSe_2纳米晶体及四元光学带隙可调AgIn_(1-x)Ga_xSe_2衍生物 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 试剂 |
| 4.2.2 样品制备 |
| 4.2.3 产物表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 总结与展望 |
| 在读期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（4）金属纳米棒阵列的三阶光学非线性和光致发光特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1. 绪论 |
| 1.1 表面等离激元简介 |
| 1.2 理论模型及基本特性 |
| 1.3 激发方式 |
| 1.4 局域表面等离激元 |
| 1.5 应用与研究现状 |
| 1.6 本文将要开发的工作 |
| 2. 金属纳米结构表面等离激元杂化理论及FDTD仿真 |
| 2.1 表面等离激元杂化理论及研究现状简介 |
| 2.2 FDTD仿真介绍 |
| 2.3 金属纳米结构表面等离激元的FDTD仿真 |
| 2.4 本章小结 |
| 3. 金属纳米线/棒阵列结构的光致发光行为研究 |
| 3.1 雪崩式光发射行为的发现和研究现状 |
| 3.2 金属纳米线结构中雪崩式光发射行为机制研究 |
| 3.3 Au纳米棒阵列中局域场增强的AL_2O_3超连续谱产生 |
| 3.4 本章小结 |
| 4. 金属纳米棒阵列膜中的三阶光学非线性响应 |
| 4.1 亚10纳米间隙等离激元纳米结构的制备和应用 |
| 4.2 金属纳米棒阵列膜中的宽带三阶非线性光学响应 |
| 4.3 本章小结 |
| 5. 磁等离激元复合纳米结构的磁光特性研究 |
| 5.1 表面等离激元-铁磁复合材料体系研究现状 |
| 5.2 磁场对表面等离激元特性的影响 |
| 5.3 材料磁光响应的基础理论 |
| 5.4 表面等离激元增强材料磁光响应的结构设计方案 |
| 5.5 磁光探测系统介绍和插件研制 |
| 5.6 本章小结 |
| 6. 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录一 相关研究装置简介与搭建 |
| 附录二 攻读博士学位期间发表的论文列表 |
（5）周期性纳米结构薄膜的制备与磁光特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 磁光效应 |
| 1.1.1 磁光效应的研究历程 |
| 1.1.2 磁光效应的分类 |
| 1.1.3 磁光效应的唯象模型 |
| 1.2 等离激元与磁光效应 |
| 1.2.1 表面等离激元 |
| 1.2.2 等离激元对磁光效应的影响 |
| 1.2.3 周期性纳米结构的磁光效应 |
| 1.3 本论文的选题意义及主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 理论计算和实验方法 |
| 2.1 计算方法 |
| 2.1.1 时域有限差分法(FDTD)简介 |
| 2.1.2 计算原理及过程 |
| 2.1.3 计算结果的验证 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 干涉光刻 |
| 2.2.2 磁控溅射 |
| 2.2.3 光学及磁光特性的测量装置 |
| 2.3 小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 由磁性介质构成的磁等离激元晶体的磁光增强计算 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 方形孔阵体系的磁光计算 |
| 3.2.1 结构模型和计算方法 |
| 3.2.2 计算结果与分析 |
| 3.3 圆环孔阵体系的磁光计算 |
| 3.3.1 圆环孔与圆形孔的光学透射增强比较 |
| 3.3.2 圆环孔的磁光计算与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 一维复合纳米条阵的磁光效应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品制备 |
| 4.3 样品的光学和磁光性能表征 |
| 4.3.1 一维周期结构的测量和表征方式 |
| 4.3.2 Ag/Co双层膜体系的光学和磁光特性 |
| 4.3.3 Ag/Co/Ag三层膜体系的光学和磁光特性 |
| 4.3.4 Ag/Co/SnO_2/Ag四层膜体系的光学和磁光特性 |
| 4.4 横克尔增强的理论分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 二维复合纳米阵列的磁光效应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 二维周期阵列样品的制备 |
| 5.3 样品的光学和磁光性能表征 |
| 5.3.1 二维周期结构的SPP波矢匹配条件 |
| 5.3.2 二维棋盘阵列结构薄膜的光学和磁光特性 |
| 5.3.3 二维圆盘阵列结构的光学和磁光特性 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结和展望 |
| 攻读博士期间发表的论文 |
| 致谢 |
（6）一维Cu/Ni多层纳米线的电化学制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 纳米材料概述 |
| 1.1.1 纳米材料定义和分类 |
| 1.1.2 纳米材料的特性和应用 |
| 1.2 一维纳米材料 |
| 1.2.1 一维纳米材料的制备方法 |
| 1.2.2 一维纳米材料的表征方法 |
| 1.3 磁性/非磁性多层纳米线的应用 |
| 1.4 磁性/非磁性多层纳米线的制备和表征 |
| 1.4.1 磁性/非磁性多层纳米线的制备 |
| 1.4.2 磁性/非磁性多层纳米线的表征 |
| 1.5 磁性/非磁性多层纳米线阵列的研究现状 |
| 1.6 巨磁电阻效应 |
| 1.6.1 巨磁电阻效应的发现和产生机理 |
| 1.6.2 巨磁电阻材料和分类 |
| 1.7 硕士论文的主要工作 |
| 第二章 Cu/Ni多层纳米线的制备和表征 |
| 2.1 模板制备 |
| 2.1.1 聚碳酸酯薄膜辐照和紫外光敏化 |
| 2.1.2 聚碳酸酯模板蚀刻 |
| 2.2 纳米线的制备及表征 |
| 2.2.1 实验方法和电化学沉积原理 |
| 2.2.2 Cu、Ni单金属纳米线的制备与表征 |
| 2.2.3 Cu/Ni多层纳米线的制备 |
| 2.2.4 Cu/Ni多层纳米线的形貌表征 |
| 2.2.5 Cu/Ni多层纳米线的元素和成分分析 |
| 第三章 Cu/Ni多层纳米线的光学性质研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 Cu/Ni多层纳米线的光学性质分析 |
| 3.3.1 等离子体共振理论 |
| 3.3.2 光学性质影响因素 |
| 第四章 Cu/Ni多层纳米线的磁性能和GMR性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.3 磁性测量结果及讨论 |
| 4.3.1 磁学理论 |
| 4.3.2 磁性能的影响因素 |
| 4.4 GMR性能研究 |
| 4.4.1 Cu/Ni多层纳米线阵列的GMR效应测量 |
| 第五章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读硕士学位期间发表的论文 |
（7）复合磁性纳米结构的制备与磁光性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 物理图象 |
| 第三节 纳米结构磁光效应的研究进展 |
| 1 纳米阵列的磁光性能 |
| 2 纳米复合薄膜的磁光效应 |
| 3 含金属纳米阵列多层膜的磁光效应 |
| 4 磁等离激元晶体 |
| 5 半金属纳米薄膜的磁光效应 |
| 6 磁性纳米半导体材料与其它新型磁光纳米材料的磁光性 |
| 第四节 本论文的选题意义和内容安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验方法与样品制备 |
| 第一节 磁控溅射法 |
| 第二节 干涉光刻 |
| 第三节 样品的表征和测量 |
| 1 扫描探针显微镜(SPM)表征形貌 |
| 2 磁光测试的原理与装置 |
| 3 椭圆偏振法测薄膜反射率、薄膜厚度及折射率 |
| 参考文献 |
| 第三章 多层薄膜的磁光特性 |
| 第一节 多层膜的磁光计算 |
| 1 理论方法 |
| 1.1 多层薄膜四阶传输矩阵法 |
| 1.2 简化的传输矩阵法 |
| 2 数值计算 |
| 第二节 多层膜的磁光性能测试结果与讨论 |
| 1 实验方法 |
| 2 实验结果与讨论 |
| 2.1 多层薄膜结构中的腔增强效应 |
| 2.2 极克尔效应 |
| 2.3 纵克尔效应 |
| 2.4 银膜反射层 |
| 第三节 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 复合磁性薄膜阵列的磁光特性研究 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 多层薄膜条形阵列的磁光性能 |
| 1 两层薄膜条形阵列的磁光性能 |
| 2 四层薄膜条形阵列的磁光性能 |
| 2.1 条形高度对其磁光性能的影响 |
| 2.2 条形宽度对其磁光性能的影响 |
| 2.3 条形阵列间距对其磁光性能的影响 |
| 2.4 二氧化铪的厚度对条形薄膜阵列磁光性能的影响 |
| 2.5 复合薄膜条形阵列的极克尔效应 |
| 第三节 复合薄膜方形点阵的磁光性能 |
| 1 金属薄膜方形点阵的磁光性能 |
| 2 多层薄膜方形点阵的磁光性能 |
| 第四节 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 纳米管阵列薄膜的磁光特性研究 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 散射矩阵方法和有效的电偶极子模型 |
| 1 散射矩阵方法 |
| 2 磁性纳米管薄膜阵列的介电张量形式和电偶极子模型 |
| 第三节 纳米管阵列的磁光特性 |
| 第四节 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 全文工作总结 |
| 一、多层磁性薄膜的理论计算、实验制备、及磁光性能测试 |
| 二、磁性薄膜阵列的制备、磁光性能测试与光学性能测试 |
| 三、磁性纳米管阵列磁光性能的理论计算 |
| 四、存在的问题与展望 |
| 攻读博士期间发表或待发表的论文 |
| 致谢 |
（8）基于电子有效质量的Drude修正模型优化分析及其应用研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 引言 |
| 1.1 表面等离子体波 |
| 1.1.1 表面等离子体波的产生机理 |
| 1.1.2 表面等离子体波的研究状况 |
| 1.2 纳米金属薄膜 |
| 1.2.1 金属材料的选择 |
| 1.2.2 纳米金属薄膜的光学性质 |
| 1.3 介电参数 |
| 1.3.1 Drude模型 |
| 1.3.2 Drude模型的修正 |
| 1.3.3 Drude模型中的两个重要参量 |
| 1.4 电子有效质量 |
| 1.5 论文结构及其主要研究内容 |
| 第二章 传统Drude模型理论计算与实验结果对比分析 |
| 2.1 传统Drude模型 |
| 2.2 实验数据 |
| 2.2.1 实验数据的获取 |
| 2.2.2 Drude模型求解结果与实验数据对比分析 |
| 第三章 修正Drude模型计算结果与对比分析 |
| 3.1 最小平方误差法 |
| 3.2 最小平方误差法修正后的求解结果分析 |
| 3.3 电子有效质量 |
| 3.4 电子有效质量结果与文献对比情况 |
| 3.5 修正后的Drude模型在全波长中的应用情况 |
| 3.6 最小相对平方误差法 |
| 3.7 最小相对平方误差法的修正情况 |
| 第四章 研究结论和展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（9）金属Ag纳米杆和纳米团簇结构热稳定的原子级模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 纳米材料的概念 |
| 1.2 纳米材料的特性 |
| 1.2.1 表面效应 |
| 1.2.2 量子尺寸效应 |
| 1.2.3 小尺寸效应 |
| 1.2.4 宏观量子隧道效应 |
| 1.3 纳米线 |
| 1.3.1 纳米线的概念 |
| 1.3.2 纳米线的应用 |
| 1.3.3 金属纳米线的制备 |
| 1.4 纳米团簇 |
| 1.4.1 纳米团簇的概念 |
| 1.4.2 团簇的热学性质 |
| 1.4.3 团簇的研究概况 |
| 1.5 本文选题的意义与研究内容 |
| 第二章 分子动力学方法 |
| 2.1 牛顿运动基本方程 |
| 2.2 求解运动方程的各种算法 |
| 2.3 温度控制技术 |
| 2.4 势函数 |
| 2.5 模拟步骤 |
| 2.5.1 建立模型 |
| 2.5.2 模拟运算 |
| 2.5.3 结构分析 |
| 第三章 Ag 纳米杆结构稳定性的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 纳米杆模型 |
| 3.3 结果分析与讨论 |
| 3.3.1 纳米杆势能随温度的变化关系 |
| 3.3.2 高温熔化后的两种稳定结构 |
| 3.3.3 体系结构的变化过程 |
| 3.3.4 纳米杆长度对熔点和临界熔断温度的影响 |
| 第四章 Ag 纳米团簇结构稳定性的研究 |
| 4.1 纳米团簇模型 |
| 4.2 纳米团簇在不同温度下弛豫后的稳定结构 |
| 4.3 团簇原子的平均势能随温度变化关系 |
| 4.4 纳米团簇的结构失稳现象与过程 |
| 第五章 全文总结 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）不同形貌硫化银纳米结构的合成及其储氢性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 二元硫化物纳米结构及其性质概述 |
| 1.2 硫化银纳米结构的合成 |
| 1.2.1 成核与生长 |
| 1.2.2 纳米结构的合成 |
| 1.3 硫化银纳米结构的组装 |
| 1.3.1 表面活性剂辅助组装 |
| 1.3.2 模板组装 |
| 1.4 硫化银纳米结构的性质 |
| 1.4.1 光学性质 |
| 1.4.2 电学性质 |
| 1.4.3 催化性质 |
| 1.4.4 其它性质与潜在应用 |
| 1.5 本论文主要研究内容 |
| 第2章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验仪器与化学试剂 |
| 2.1.1 实验仪器 |
| 2.1.2 化学试剂 |
| 2.2 纳米结构合成 |
| 2.2.1 Ag_2S 零维纳米结构的合成 |
| 2.2.2 Ag_2S 一维纳米结构的合成 |
| 2.3 纳米结构表征与性能测试 |
| 2.3.1 X 射线粉末衍射分析 |
| 2.3.2 电镜测试与能谱分析 |
| 2.3.3 电化学储氢测试 |
| 第3章 硫化银零维纳米结构的合成及表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 硫化银基异质纳米颗粒的合成及表征 |
| 3.2.1 小面球状形貌Ag_2S/Ag_3SBr 异质纳米颗粒的合成及表征 |
| 3.2.2 多面体形貌Ag_2S/Ag_3SBr 异质纳米颗粒的合成及表征 |
| 3.2.3 Ag_2S/Ag_3SBr 异质纳米颗粒的有序阵列 |
| 3.2.4 Ag_2S/Ag_3SBr 异质纳米颗粒形成机理的讨论 |
| 3.3 硫化银中空纳米颗粒的合成及表征 |
| 3.3.1 斜方形貌Ag_2S 中空纳米颗粒的合成及表征 |
| 3.3.2 六方形貌Ag_2S 中空纳米颗粒的合成及表征 |
| 3.3.3 立方形貌Ag_2S 中空纳米颗粒的合成及表征 |
| 3.3.4 Ag_2S 中空纳米颗粒的有序阵列 |
| 3.3.5 Ag_2S 中空纳米颗粒形成机理的讨论 |
| 3.4 硫化银基复合纳米颗粒的合成及表征 |
| 3.4.1 囊状形貌Ag_2S/AgBr 复合纳米颗粒的合成及表征 |
| 3.4.2 椭球形貌Ag_2S/AgBr 复合纳米颗粒的合成及表征 |
| 3.4.3 Ag_2S/AgBr 复合颗粒形成机理的讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 硫化银一维纳米结构的合成及表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 硫化银纳米棒阵列的合成及表征 |
| 4.2.1 Ag_2S 纳米棒阵列的合成及表征 |
| 4.2.2 Ag_2S 纳米棒阵列形成机理的讨论 |
| 4.3 硫化银纳米棒与颗粒组装的纳米棒的合成及表征 |
| 4.3.1 Ag_2S 纳米棒的合成及表征 |
| 4.3.2 Ag_2S 颗粒组装的纳米棒的合成及表征 |
| 4.3.3 Ag_2S 纳米棒与颗粒组装的纳米棒形成机理的讨论 |
| 4.4 硫化银纳米棒与纳米线的合成及表征 |
| 4.4.1 Ag_2S 纳米棒的合成及表征 |
| 4.4.2 Ag_2S 纳米线的合成及表征 |
| 4.4.3 Ag_2S 纳米棒与纳米线形成机理的讨论 |
| 4.5 硫化银纳米管的合成及表征 |
| 4.5.1 Ag 纳米线的合成及表征 |
| 4.5.2 Ag_2S 纳米管的合成及表征 |
| 4.5.3 Ag_2S 纳米管形成机理的讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 硫化银纳米结构的电化学储氢性质 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 硫化银零维纳米结构的电化学储氢性质 |
| 5.2.1 Ag_2S/Ag_3SBr 异质纳米颗粒的电化学储氢性质 |
| 5.2.2 Ag_2S 中空纳米颗粒的电化学储氢性质 |
| 5.2.3 Ag_2S/AgBr 复合纳米颗粒的电化学储氢性质 |
| 5.3 硫化银一维纳米结构的电化学储氢性质 |
| 5.3.1 Ag_2S 纳米棒阵列的电化学储氢性质 |
| 5.3.2 Ag_2S 纳米棒与颗粒组装的纳米棒的电化学储氢性质 |
| 5.3.3 Ag_2S 纳米棒与纳米线的电化学储氢性质 |
| 5.3.4 Ag_2S 纳米管的电化学储氢性质 |
| 5.4 硫化银纳米结构储氢机理的讨论 |
| 5.5 硫化银纳米结构储氢性能影响因素的讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、贵金属Ag中光学和磁光性质的实验研究（论文参考文献）
- [1]亚波长金属光栅宽光谱、宽视角偏振特性的研究[D]. 季淑英. 青岛大学, 2017(01)
- [2]周期性磁等离激元纳米结构的光学和磁光特性研究[D]. 类成新. 南京大学, 2017(08)
- [3]亚稳态MnE（E=S、Se）低维纳米结构的快离子导体催化生长、机理及性质研究[D]. 张莉. 中国科学技术大学, 2017(01)
- [4]金属纳米棒阵列的三阶光学非线性和光致发光特性研究[D]. 马宗伟. 华中科技大学, 2016(08)
- [5]周期性纳米结构薄膜的制备与磁光特性研究[D]. 李道勇. 南京大学, 2016(08)
- [6]一维Cu/Ni多层纳米线的电化学制备及其性能研究[D]. 谢璐. 中国科学院研究生院(近代物理研究所), 2016(11)
- [7]复合磁性纳米结构的制备与磁光性能研究[D]. 张绍银. 南京大学, 2014(04)
- [8]基于电子有效质量的Drude修正模型优化分析及其应用研究[D]. 豆振领. 兰州大学, 2013(11)
- [9]金属Ag纳米杆和纳米团簇结构热稳定的原子级模拟研究[D]. 许卫兵. 江西理工大学, 2012(03)
- [10]不同形貌硫化银纳米结构的合成及其储氢性能研究[D]. 孙玉增. 哈尔滨工业大学, 2011(04)