银纳米三角板二聚体光镊捕获特性和光热效应研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kedy830622
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
金属纳米结构具有能在亚波长尺度上通过聚焦光束的作用产生局域表面等离激元场的独特性质。通过将金属纳米颗粒与表面等离激元相结合,发展形成表面等离激元光镊技术,引领纳米捕获技术进入新时代。在众多的金属纳米材料中,由于银纳米三角板可通过对其结构参数和排列方式的控制,来实现对电磁场分布等光学特性的精确调控,故本文以银纳米三角板二聚体为研究对象,探究了该光镊结构的光捕获特性,并进一步研究结构光热效应对稳定捕获性能的影响。本文从表面等离激元的基本原理出发,首先研究了不同波长入射光下的银纳米三角板的电场增强效应,发现当入射光波长等于偶极共振峰所对应的波长入射时,可得到最大倍数的电场增强。分别计算了角对角、角对边、边对边三种典型的银纳米三角板二聚体在不同偏振光条件下的表面电场增强特性。以上结构均具有两条平行的底边,当入射光偏振方向垂直于此边时,可得到百倍的电场增强场。接着,理论研究了所设计光镊系统的捕获能力,利用麦克斯韦应力张量法(Maxwell Stress Tensor,MST)计算了三种结构的光捕获力大小。结果显示角对边构型二聚体在线偏振高斯光束照射下无法实现稳定捕获。通过探究角对角和边对边构型二聚体对折射率n=1.6,r=20 nm的介质微球的捕获特性,发现对于角对角构型二聚体,当间隙为1、3、5 nm时,所需的入射光能量分别为6.50m W/μm~2、7.04 m W/μm~2、8.93 m W/μm~2;对于边对边构型二聚体,当间隙为3、5 nm时,所需的入射光能量分别为16.39 m W/μm~2、22.52 m W/μm~2,通过对两种结构的对比发现角对角构型二聚体的可稳定捕获区域范围大于边对边构型。最后,通过对光热效应的理论研究,利用有限元法研究了角对角构型二聚体光热效应。当间隙为1、3、5 nm时,由于光热效应在金属表面产生的温度分别为142、118、131℃,综合考虑温度对介质微球布朗运动的速度大小及扩散范围的影响,得出3 nm间隙时的角对角构型银纳米三角板二聚体结构捕获性能最佳。本文通过对银纳米三角板二聚体光捕获特性与光热效应的综合分析判断光镊结构稳定捕获的性能,为后续研究纳米光镊结构稳定捕获性能提供了新思路。
其他文献
随着生物芯片以及高通量测序技术的发展和广泛应用,生物组学数据爆炸性增长。其中,伴随着转录组数据的积累和相关公共数据库的建立,基因表达数据的研究日益增多。然而,基于转录组的研究通常存在样本量小、维数高等问题,使得结果的统计意义不足。为了提高研究结果的可重复性,研究者通常收集不同研究的原始数据进行整合荟萃分析(meta-analysis)。研究表明,通过基因表达数据的荟萃分析得到的生物标志物(尤其是癌
本文的研究对象是一块降落在我国云南省西双版纳傣族自治州的陨石,已被国际陨石命名委员会命名为曼桂陨石。目前世界上已收集的陨石中,目击降落型陨石相对较为少见。由于新降
我国主要采煤矿区普遍存在残采区遗煤问题,自然资源大量浪费,迫切需要一种安全高产高效绿色开采方法。目前采用“采-留-充”协调开采方法在控制地表和覆岩运移、提高资源回采
本文以二茂铁衍生物为构筑单元,设计、合成并表征了两个系列的有机微孔聚合物,旨在探索二茂铁基有机微孔聚合物(FcPOPs)的合成方法、材料结构和理化性质,以及考察其在气体的储存和分离、有机染料的吸附等方面的应用性能。1.基于Sonogashira偶联反应,设计、合成并表征了两种二茂铁基含氟共轭微孔聚合物。分别以1,3,5-三氟-2,4,6-三乙炔基苯(FAB)和5,10,15,20-四(2-氟-4-
钢筋混凝土结构的耐久性不仅关系到建筑、桥梁等结构的安全和使用功能,同时还与社会经济利益紧密相关。导致钢筋混凝土结构耐久性失效最普遍的原因是氯离子侵蚀导致的钢筋锈
锰矿山在长期的矿业活动中会产生大量的有毒有害固废,不仅会占用大量的土地面积,还会在降雨、融雪和风化的剪切、冲撞、淋溶、浸泡等作用下,使锰及其伴生重金属等全球性污染
目的:在医学研究中,许多研究在收集生存数据时,会同时采集随时间变化的纵向数据。一般采用混合效应模型分析纵向数据在时间上的轨迹变化,采用Cox比例风险模型或参数模型分析生存数据的影响因素。但纵向数据和生存数据之间往往存在相关性,单独分析可能会导致模型回归系数或标准误的偏差。本研究旨在以临床试验中收集到的Ⅱ、Ⅲ期胃癌患者手术后接受不同处理措施的复发转移或死亡数据为例,同时考虑不同时点的生存质量,应用联
大倾角煤层煤矸互层顶板赋存不稳定、强度低、易失稳是大倾角煤层开采较为常见的一种围岩灾害现象,严重影响工作面的安全高效生产。研究大倾角煤层长壁采场煤矸互层顶板破断
自救器是我国矿山行业上使用较为广泛的一种个体防护装备,其主要用途是在井下发生瓦斯或粉尘爆炸、火灾和瓦斯突出等矿井灾害时能保障使用者的安全健康。目前我国使用较多的为ZH型化学氧自救器,该类自救器是利用自救器供氧药罐内的超氧化钾在一定条件下发生供氧反应,在防护时间内给使用者提供足量的氧气,以防止井下工作人员吸入有毒有害气体。目前ZH型化学氧自救器在使用过程中主要存在供氧温度过高的问题。为研究ZH型化学
2008年5月12日,四川省汶川Ms8.0级地震发生在四川盆地和青藏高原之间龙门山断裂带的彭灌断裂和映秀-北川断裂上。此次地震给人民生命财产带来了巨大的损失。本文通过研究汶川