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Title: 電漿子超穎材料的製作與其光學性質之研究-電漿子超穎材料的製作與其光學性質之研究
Authors: 江海邦;劉威志;張瑞麟
Contributors: 國立臺灣海洋大學:光電與材料科技學系
Keywords: 電漿子,表面增強拉曼散射,不定型超穎材料,金屬增強螢光
Date: 2014
Issue Date: 2016-03-07T07:31:24Z
Publisher: 科技部
Abstract: 摘要:最近有一種人工介質引起廣大的注意 ,那就是雙曲型超穎材料 (hyperbolic metamaterials, HMM)。這是透過其等頻曲線的獨特型式來獲得其命名,就是其等頻曲線 是雙曲型的而不是在一般介電質普遍的圓形。此種超穎材料會引起廣泛的研究,最主要 的原因是因為相對容易的奈米加工、寬帶的非共振響應、波長的可調性、塊狀 3 維響 應等因素。雙曲型超穎材料可以被用來作為許多應用,從負折射率波導、次繞射光子通 道、到奈米等級的共振腔等。在可見光和近紅外的波長範圍中,雙曲型超穎材料是對於 實際應用中最有前景的一個人造材料。最近在有著特定雙曲發散的不定型超穎材料 (indefinite metamaterials),已經發現了一些有趣的應用。更有研究報告利用此不定型超 穎材料製作出三維不定型共振腔,製作出高達 17.4的折射率。 基於過去幾年在表面電漿共振及表面增強拉曼散射的理論與實驗上的研究經驗與 成果,我們計畫利用濺鍍或電子束蒸鍍的方法來製作不定型超穎材料 (indefinite metamaterials),並結合奈米球微影術以製作出三維不定型共振腔(3D indefinite cavities)。 藉由濺鍍的方法準確的控制金屬及介電質的厚度以及選擇不同金屬及介電質的組合,以 製作出金屬-介電質多層不定型超穎材料,並研究其光學性質,再結合奈米球微影術製 作出三維不定型共振腔,以進行侷域表面電漿共振、表面增強拉曼散射光譜以及金屬增 強螢光的實驗研究,在研究的過程中並需要海大光電所張瑞麟教授進行現象學的理論模 型建立,以及師大物理系劉威志教授協助進行有限元素及有限差分的數值模擬。本計畫 的第一年將著重於不定型超穎材料(indefinite metamaterials)的製作,因濺鍍的設備較為 昂貴,將尋求中研院、台大及國研院儀科中心等合作夥伴,期能在有限的研究經費下, 仍能製作出此超穎材料,再結合本實驗室已經相當純熟、所需經費不高的奈米球微影術 以製作出三維不定型共振腔(3D indefinite cavities)。計畫的第二年將利用第一年計畫中所 製作出的三維不定型共振腔,做為表面增強拉曼散射的基板,用於表面增強拉曼散射光 譜的研究,因為,此三維不定型共振腔的共振模態可以隨著不同金屬及介電質的組合而 改變,我們也將進行不同雷射波長激發的表面增強拉曼散射的研究。計畫的第三年則將 結合三維不定型共振腔與以及螢光時間解析系統,研究如何利用不定型超穎材料以增進 金屬增強螢光的增益以及對螢光材料生命週期的影響。相信此計畫三年後的研究成果, 將可以對於這些不定型超穎材料與三維不定型共振腔相關光學特性有通盤的了解,並對 於三維不定型共振腔的製作、表面增強拉曼光譜、金屬增強螢光、化學或生物感測器等 領域帶來新的契機。
URI: http://ntour.ntou.edu.tw:8080/ir/handle/987654321/37491
Appears in Collections:[光電科學研究所] 研究計畫

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