基于FANO共振的纳米传感器设计开题报告

 2022-04-02 22:12:53

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

伴随着科学技术的发展,灵敏度逐渐成为了衡量传感器的重要参数之一,也是科学家目前最为关注的重要课题,而纳米传感器具有庞大的界面,同时也能提供大量物质通道,导通电阻很小,有利于传感器向微型化发展,纳米技术也由此走入传感器的领域。

纳米技术的发展,不仅为传感器提供了优良的敏感材料,例如纳米粒子、纳米管、纳米线、纳米薄膜等,而且为传感器制作提供了许多新型的方法,金属纳米结构的等离子共振(自由电子的集体振荡)具有将入射光聚集到光学衍射极限之外的能力,并显着增强了局部电磁场的强度,这使得等离激元纳米结构可用于彩色印刷,增强发光,光学安全性和光伏设备。

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2. 研究的基本内容和问题

本论文通过fdtd仿真,构建一款基于fano共振的纳米传感器,可采用金属条作为光学偶极子天线,而当我们改变空间尺寸时,就可以轻易改变其谐振频率。

该等离子激元体之间的耦合取决于他们的空间分离,并可以通过反复实验检测出电场幅度与频率的关系。

并通过改变参数来影响fano共振,借此来探究fano共振对传感器的影响。

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3. 研究的方法与方案

研究方法:采用的主要研究方法为时域有限差分法(fdtd)。

时域有限差分法(fdtd)最早是由k.s.yee于1966年提出。

是对偏微分波动方程的离散化求解,利用时间和空间将偏微分方程转化为差分方程,从而求解电磁波传播过程中的各个离散点的参量与时间的函数关系。

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4. 研究创新点

[1] 靳悦荣,陈卓,王振林.金属微纳结构有序阵列中fano共振的产生条件[j].中国科学:物理学力学天文学, 2013, (9):1022-1028.

[2] 单挡板mdm波导耦合圆盘腔的fano共振双模式特性研究[j]. 韩帅涛,陈颖,邸远见,何磊,崔行宁,朱奇光,李少华. 光学学报. 2018(10)

[3]周珊.纳米技术的安全性问题及对策研究[d].武汉:武汉科技大学, 2010:9-41.

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5. 研究计划与进展

2021.2 下达任务书2021.3 查阅相关资料,熟悉基本理论,完成英文翻译,完成开题报告2021.4 熟悉模拟计算工具,完成模拟计算,得出模拟结果2021.5 整理仿真结果,撰写毕业论文2021.6 答辩

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