第1章 绪论 1
1.1 表面等离激元光学概述 1
1.2 金属纳米结构的近远场特性及其调控 3
1.2.1 金属纳米结构的近远场光学特性 3
1.2.2 表面等离激元模式杂化原理 6
1.2.3 表面等离激元纳米结构中的法诺共振 10
1.2.4 多尺度金属纳米结构中的级联场增强 11
1.2.5 本节小结 13
1.3 金属纳米结构的加工技术 15
1.4 研究问题和研究方案 19
1.5 本文的主要研究内容 20
第2章 M面型光栅中LSPR模式杂化构筑级联场增强 23
2.1 多尺度M面型光栅的理论建模和设计 24
2.1.1 单个V型槽中的LSPR场增强 26
2.1.2 M型多尺度结构中的LSPR场增强 26
2.1.3 M光栅的几何面型变化对场局域的影响 27
2.2 M面型光栅的制备 29
2.2.1 M面型光栅的制备工艺流程 30
2.2.2 多尺度结构的各向异性刻蚀过程和机理 34
2.2.3 M面型光栅的制备质量保障 37
2.3 M面型光栅场热点局域的实验表征 40
2.4 M面型光栅用作SERS衬底的实验研究 42
2.4.1 SERS检测样品的准备 42
2.4.2 SERS信号的探测 43
2.4.3 SERS增强因子估算 44
2.4.4 对SERS检测浓度下限的实验分析 45
2.5 本章小结 46
第3章 金碗-金豆纳米天线阵列中LSPR与腔模式杂化构筑级联场增强 47
3.1 研究背景 48
3.2 多尺度PIC纳米天线阵列的理论建模和设计 49
3.3 PIC纳米天线阵列中的法诺共振和级联场增强 51
3.3.1 PIC阵列中的模式杂化和法诺共振 51
3.3.2 PIC纳米结构中的级联场增强 53
3.3.3 关键几何参数的变化对级联场增强效果的影响 54
3.4 PIC纳米天线阵列的加工制备 57
3.4.1 构型分析 57
3.4.2 PIC阵列制备的工艺流程 59
3.4.3 多尺度纳米结构加工中的关键工艺问题 61
3.5 PIC阵列远场光谱特性的测量表征 65
3.6 PIC阵列用作SERS衬底的实验研究 66
3.6.1 待测样品制备和SERS信号探测 66
3.6.2 SERS增强因子估算 67
3.7 本章小结 69
第4章 多尺度金属纳米结构制备中的关键工艺问题 71
4.1 室温纳米压印中的关键工艺问题 72
4.1.1 压印模板的制备 72
4.1.2 室温压印光刻胶材料的选择 74
4.1.3 室温纳米压印图形转移 75
4.1.4 前烘温度对图形转移的影响 76
4.1.5 保真性刻蚀技术 78
4.2 多尺度纳米结构各向异性刻蚀中的关键工艺问题 79
4.2.1 反应离子刻蚀的机理 79
4.2.2 通过多参数可控各向异性刻蚀实现多尺度结构 81
4.3 本章小结 88
第5章 总结与展望 89
5.1 论文工作总结 89
5.2 创新性成果 90
5.3 研究展望 91
参考文献 93
在学期间发表的学术论文与科研成果 105
致谢 109