THz频段的表面等离子体激元的理论研究
表面等离子体激元(SPPs)就是一种由入射光子和表面等离子体相互耦合局域在金属表面并沿着表面进行传播的混合激发态。由于SPPs在电子学和光子学方面潜在的应用价值，得到了广泛的重视和研究。但是，大部分的SPPs研究工作都集中在光波段金属表面的SPPs上，而有关太赫兹(THz)频段的SPPs研究则较少。THz技术作为本世纪最为重要的科技问题之一，除了本身具有的巨大科研价值，也是一种非常有效的研究手段。本文目的是从理论上研究THz频段的SPPs。具体的工作和成果归纳如下:
1.从可见光频段下的金属SPPs入手，通过maxwell方程组，导出了SPPs的色散关系及其四个重要的特征参数。并讨论得出了SPPs只能由TM模式激发的原因。利用金属的Drude模型对SPPs的色散物理机制进行了探究。推导了等离子体频率以及复介电常数二者的表达式，此二者是影响SPPs的主要因素。
2.计算了在1THz辐射下金和锑化铟的SPPs的各特征参数，经过对比研究发现:THz辐射下并不能与金属有效地激发SPPs，而半导体却非常适宜。主要是因为在THz频段，金属的介电常数很大，引起了严重的表面阻抗失衡，使得THz辐射与金属中的自由电子耦合很弱;
3.计算了InAs、InP、GaAs等几种半导体SPPs的特征参数。发现通过对半导体掺杂来改变半导体的载流子浓度，可以改变半导体SPPs的特性，实现对于SPPs的人为调控。
4.用超导体经典的二流体模型计算了超导体SPPs的等离子体频率和介电常数。说明在THz频段，超导体也激发产生SPPs。
THz频段;表面等离子体激元;可见光频段;二流体模型
北京化工大学
硕士
凝聚态物理
刘丽敏
2012
中文
O539
57
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）