金属材料中受激热电子的弛豫过程分析开题报告

1. 研究目的与意义

背景：在近年来的研究中发现，以纳米线阵列为代表的金属超材料（metamaterials）在实验中展现出了优异的光学非线性特征。为了深入研究金属超材料中光学非线性的形成机制，需要对其进行飞秒超快动力学研究。对金属超材料超快动力学的研究中，理论部分的分析需要一种可行的数值模拟方法，其中双温度模型是使用最为普遍的理论模型，通过电子、晶格温度的模拟提供金属材料的超快动力学过程信息。

目的：本论文以双温度模型的理论为基础，编写双温度模型的matlab程序，数值模拟金属材料受激发后的弛豫过程，并得到各个瞬时状态的电子、晶格温度，以此来计算材料瞬时的折射率，消光系数。

意义：以双温度模型为理论基础，利用matlab软件得到一种研究金属材料超快动力学的数值模拟方法，为光学非线性的研究提供理论基础。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

1.查阅文献资料，了解双温度模型的研究现状；

2.认真学习matlab和origin软件的使用方法；

3. 研究的方法与步骤

在研究过程中以理论研究为主，采用双温度模型为理论基础，通过对金属电子受激热弛豫过程分析得出一套较为完整的从原理分析、模型构建、数值模拟的研究方案。其中原理分析主要是从双温度模型入手，分析双温度模型，在进行数值模拟，数值模拟主要由matlab软件编写的程序计算得出消光系数和材料瞬时的折射率，再由origin软件作出图像，由图像分析性质，最后得出结论。

4. 参考文献

[1] J.Y. Bigot, V. Halte, J.C. Merle, A. Daunois, Chem Phys, 251 (2000) 181-203.[2] A.D. Neira, N. Olivier, M.E. Nasir, W. Dickson, G.A. Wurtz, A.V. Zayats, Nature communications, 6 (2015).[3] G.A. Wurtz, R. Pollard, W. Hendren, G.P. Wiederrecht, D.J. Gosztola, V.A. Podols kiy, A.V. Zayats, Nat Nanotechnol, 6 (2011) 106-110.[4] R. Beach, R. Christy, Physical Review B, 16 (1977) 5277.[5] R.H.M. Groeneveld, R. Sprik, A. Lagendijk, Physical Review B, 51 (1995) 11433-1 1445.[6] R. Rosei, Physical Review B, 10 (1974) 474.[7] J.Y. Bigot, J.C. Merle, O. Cregut, A. Daunois, Physical Review Letters, 75 (1995) 4702-4705.

5. 计划与进度安排

第1—2周：2022年2月25日-3月10日，提交开题报告等材料；第3—14周：2022年3月11日-5月31日，按开题报告撰写论文；第8—9周： 2022年5月20日-5月31日，汇报课题进展情况，回答教师提问；第11—12周：2022年5月6日-5月19日，向老师提供初稿，并按照老师意见修改；第13—14周：2022年5月20日-5月31日，多次修改后定稿；第14—15周：2022年6月1日-6月7日，将定稿交予老师并等待老师批阅；第15—16周：2022年6月8日-6月14日，答辩；第16—17周：2022年6月15日-6月18日，整理材料，上报教务处。