研究生: |
何欣宜 Ho, Shin-Yi |
---|---|
論文名稱: |
金奈米柱表面電漿子共振現象之電性量測 Electrical Detection of Surface Plasmon Resonance in Au Nanorods |
指導教授: |
果尚志
Gwo, S. |
口試委員: |
林寬鋸
黃暄益 |
學位類別: |
碩士 Master |
系所名稱: |
理學院 - 物理學系 Department of Physics |
論文出版年: | 2011 |
畢業學年度: | 99 |
語文別: | 中文 |
論文頁數: | 77 |
中文關鍵詞: | 表面電漿子 、金奈米柱 |
外文關鍵詞: | Surface plasmon, Au nanorods |
相關次數: | 點閱:1 下載:0 |
分享至: |
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報 |
近年來積體電路基於不斷追求縮小線寬尺寸的要求下,在訊號的傳輸上遇到延遲效應、失真與耗能等問題。而光子傳輸能提供快速、低耗能及無失真的訊號傳輸,能克服縮小積體電路線寬尺度時所遇到的問題,然而光纖傳輸也存在相關硬體設施體積遠大於積體電路傳輸所需的尺寸。針對這些問題,利用表面電漿子的奈米尺寸的光傳輸元件研究提供了完善的解決方法。所以,如何將積體電路與表面電漿子做結合是目前整合光電傳輸的重要研究方向。
本研究結合化學晶體成長及水熱法成長金奈米柱,藉由化學晶體成長後的金奈米柱再經由水熱法二次伸長成長所製備而成。將金奈米柱滴附在預製微米尺度電極的二氧化矽基板表面,最後再利用聚焦離子束鍍鉑奈米電極用來連接金奈米柱與微米電極,製備出簡單的金奈米柱元件。為了瞭解金奈米柱的性質,我們量測金奈米柱的吸收光譜、 X光繞射及穿透式電子顯微鏡 用來確認金奈米柱的材料特性。然後再由自行架設的光學系統量測金奈米柱的散射光譜確認表面電漿子共振波段。
同時,使用半導體特性分析儀 Keithley 4200 量測金奈米柱的電壓–電流曲線,並計算出金奈米柱的電阻率。我們進一步用半導體特性分析儀量測到金奈米柱照光後產生的表面電漿子共振造成的電流訊號改變。我們發現光電流訊號的改變與入射的光強度、電壓大小和溫度有關。我們藉由改變光源入射方向與入射光的偏振方向,證實光電流的產生是由表面電漿子共振所造成的。
因此,本研究證實可利用電性量測在金奈米柱表面直接測量到表面電漿子的產生與變化,確認表面電漿子元件可與現有電路結合,提供進一步將表面電漿子與積體電路整合的可能性。
【1】 Kimerling, L. C. Opt. Photon. News 1998, 9, 19.
【2】 Zia, R.; Schuller, J. A.; Chandran, A.; Brongersma, M. L. Mater. Today 2006, 9, 20
【3】 Harden, D. B.; Toynbee, J. M. C. Archaeologia 1959, 97, 179
【4】 Barber, D. J.; Freestone, I. C. Archaeometry 1990, 32, 33.
【5】 Raether, H. Springer-Verlag 1998, Berlin.
【6】 Wood, R. W. Philos. Mag. 1902, 4, 396.
【7】 Fano, U. J. Opt. Soc. Am. 1941, 31, 213.
【8】 Hessel, A.; Oliner, A. A. Appl. Opt. 1965, 4, 1275.
【9】 Ebbesen, T. W.; Lezec, H. J.; Ghaemi, H. F.; Thio, T.; Wolff,P. A. Nature(London) 1998, 391, 667.
【10】 Tan, W. C.; Preist, T. W.; Sambles, J. R.; Wanstall, N. P. Phys. Rev. B 1998, 59, 12661.
【11】 Porto, J. A.; Garcia-Vidal, F. J.; Pendry, J. B. Phys. Rev. Lett. 1999, 83, 2845.
【12】 Tan, W. C.; Preist, T. W.; Sambles, R. J. Phys. Rev. B 2000, 62, 11134.
【13】 Martin-Moreno, L.; Garcia-Vidal, F. J.; Lezec, H. J.; Pellerin, K. M.; Thio, T.; Pendry, J. B.; Ebbesen, T. W. Phys. Rev. Lett. 2001, 86, 1114.
【14】 Liu, W. C.; Tsai, D. P. Phys. Rev. B 2002, 65, 155423.
【15】 邱國斌,蔡定平,〈金屬表面電漿簡介〉,物理雙月刊 2006,28卷2期,pp. 472。
【16】 Ashcroft, N. W.; Mermin, N. D. Solid State Physics (Harcount).
【17】 吳民耀,劉威志,〈表面電漿以理論與模擬〉,物理雙月刊 2006,28卷2期,pp. 486。
【18】 Hutter, E.; Fendler, J. H. Adv. Mater. 2004, 16, pp. 1685.
【19】 Mie, G. Ann. Phys. 1908, 330, pp. 377.
【20】 Gans, R. Ann. Phys. (Leipzig) 1912, 37, p. 881.
【21】 Kelly, K. L.; Coronado, E.; Zhao, L. L.; Schatz, G. C. J. Phys. Chem. B 2003, 107, pp. 668.
【22】 Link, S.; El-Sayed, M. A. J. Phys. Chem. B 1999, 103, pp. 4212.
【23】 Underwood, S.; Mulvaney, P. Langmuir 1999, 103, pp. 4212.
【24】 Eustis, S.; El-Sayed, M. A. Chem. Soc. Rev. 2006, 35, pp.209.
【25】 Maier, S. A.; Atwater, H. A. J. Appl. Phys. 2005, 98, 011101.
【26】 Tiggesbaumker, J.; Koller, L.; Lutz, H. O.; Meiwesbroer, K. H. Chem. Phys. Lett. 1992, 190, 42.
【27】 Tiggesbaumker, J.; Koller, L.; Meiwesbroer, K. H.; Liebsch, A. Phys. Rev. A: At., Mol. Opt. Phys. 1993, 48, R1749.
【28】 Link, S.; El-Sayed, M. A. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 4212.
【29】 Link, S.; El-Sayed, M. A. Int. Rev. in Phys. Chem. 2000, 19, 409.
【30】 Papavassiliou , G. C. Prog. solid st. Chem. 1980, 12, 185.
【31】 Barnes, W. L.; Dereux, A.; Ebbesen, T. W. Nature 2003, 424, 824.
【32】 Gu, W.; Choi, H.; Kim, K. Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 253102.
【33】 Tseng,A. A. J. Micromech. Microeng. 2004, 14, R15.
【34】 Tseng,A. A. Small 2005, 1, 924.
【35】 魏文卿,〈在酸性及鹼性下製備高產率且可調控徑長比的金奈米棒和針對超長金奈米棒的改善合成方法〉,清華大學碩士論文。
【36】 Chang, C. -C.; Wu, H. -L.; Kuo, C. -H.; Huang, M. -H. Chem. Mater. 2008, 20, 7570.
【37】 Chen,Y. -J.; Hsu,J. -H.; Lin, H. -N. NANOTECHNOLOGY 2005, 16, 1112.
【38】 Lin, Y. -H.; Chiu, S. -P.; Lin, J. -J. NANOTECHNOLOGY 2008, 19, 365201.