低维纳米体系中光输运性质的研究

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1、湖南大学硕士学位论文低维纳米体系中光输运性质的研究姓名：陈桂林申请学位级别：硕士专业：凝聚态物理指导教师：陈克求20090518硕J：学位论文摘要近年来，以超晶格、量子线等为代表的低维量子结构中的光学性质引起了人们广泛的关注，是凝聚态物理领域中的一个研究热点。本论文针对含结构缺陷的超晶格中的等离激元模和光的传输性质进行了比较深入的研究。在界面响应理论下，利用麦克斯韦方程和Bloeh定理相结合，我们系统研究了含包覆层的半无限超晶格中局域等离激元模的性质。计算结果表明，局域等离激元模不仅出现在微带的上方

2、或下方，而且还出现在微带中间，完整呈现了等离激元模从扩展模向局域模演变发展的过程，这是因为各种参数的变化导致了包覆层与超晶格之间能量的不同耦合；我们将之推广于左手材料中，发现包覆层为左手材料会导致更多模的出现或消失。研究表明通过控制包覆层和超晶格各组分层的结构参数可以很好地调控等离激元的性质。利用转移矩阵方法研究了光波在含Thue．Morse缺陷的周期超晶格中的传输特性。比较了Thue．Morse缺陷由右手材料组成和由左右手材料组成的两种情况下，Thue．Morse缺陷的阶数、入射角等因素对周期超晶

3、格输运谱的影响。研究结果表明：Thue．Morse缺陷阶数越高，入射角越大，带隙就会越宽，左手材料的特殊性质也使带隙明显变宽。这些研究结果为器件的设计提供了非常重要的参考依据。关键词：缺陷超晶格；准周期结构；左手材料；等离激元；带隙ⅡAbstractInrecentyears，thepropertiesoflightpropagationinlowdimensionalquantumstructuressuchassuperlattices(SL's)haveattractedmuchattenti

4、ontheoreticallyandexperimentally．Inthisthesis，WepresentsomedetailedtheoreticalinvestigationsonlocalizedplasmonmodesandlighttransmissionpropertiesinSL'swithstructuraldefects．ApplyingtheMaxwellequationsinacombinationwiththeBlochtheorem，westudytheproperti

5、esofthelocalizedplasmonmodesinasemi-infinitesemiconductorSLwithcaplayer．Theresultsshowthatinsuchastructurethereexistthree10calizedplasmonmodes．Theymayappeareitherinthegapbetweentwobulkplasmonbands，orbelowandabovethebulkplasmonbands．Theevolutionfromthee

6、xtendedplasmonmodestothelocalizedplasmonmodesCanclearlybetrackedwiththechangeofthestructuralparametersortherelativeelectrondensity．Abriefanalysisoftheseresultsisgiven．Whenthecaplayeristheleft-handedmaterials，wefoundthatmoremodesappearordisappear．Itissu

7、ggestedthatthelocalizedplasmonmodesCanbeartificiallycontrolledbyadjustingtheparametersofthecaplayer．WeinvestigatethebehavioroflightpropagationinaperiodicsuperlatticecontainingaThue．Morsedefect．AcomparisoniSmadewhentheThue-Morsestructureiscomposedofther

8、ight-handedmaterials，andiscomposedoftheright．handedmaterialsandthe1eft．handedmaterials．TheeffectsofThue-Morsestructureandincidentangleontheopticaltransmissionspectrainthesestructureshavebeendiscussedbythetransfermatrixmethod．Theresultst