Direct and Indirect Coupling Mechanisms in a Chiral Plasmonic System

Zhongyue Zhang [1], Yuyan Chen [1],
[1] School of Physics and Information Technology, Shaanxi Normal University, Xi’an, China
Published in 2016

手性等离激元纳米结构被广泛研究并用于生物监测、分析化学和负折射率介质方面。在该结构中直接耦合的机制已经在相关研究中被发现。我们提出由金膜分隔两个金纳米棒(TNMF)的结构(图1),并发现了间接耦合机制。 在 COMSOL Multiphysics® 中,射频电磁波,频域接口用于求解正弦时变电磁场分布,选此接口计算 TNMF 结构的光学响应。插值函数用来设置金的折射率;设置边界条件模拟周期性结构阵列。结果可通过端口2对端口1的响应获得,并可查看每个数据点的电场、电荷等分布。应用程序库中射频模块的“Plasmonic wire grating”教程是初始指导我们计算纳米结构的例子。 用软件模拟圆偏振光照射,得到透射曲线和圆二色性(CD)曲线(图2)。加入金膜的结构产生新模式2。通过 B-K 模型分析电荷分布(图3),发现模式1是直接耦合,模式2是间接耦合。对间接耦合模式,上、下纳米棒形成谐振器可视为接收、发射器(图4)。当接收器和发射器的阻抗匹配,间接耦合模式的CD信号达到最大值。 在 TNMF 结构中,透射、CD光谱和电荷分布表明由于直接和间接耦合模式产生 CD。在间接耦合模式中,被视为接收、发射器的金纳米棒增强了透射、产生直接和间接耦合机制的圆二色性(CD)。这些结果可以帮助阐明手性等离激元机理和设计新型光学材料。

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