本論文以二維頻域有限差分法探討在光波波段,金屬上的電子和入射的TE極化電磁波共振產生表面電漿波,引起高穿透現象以及藉近場能量提高自發放光效應。頻域有限差分法較時域有限差分法容易處理有色散介質(如金屬)的問題,但需要較多的電腦記憶體。在頻域有限差分法使用上,我們用邊界條件去處理金屬和介質之間的邊界,故能精確模擬出金屬表面電漿波在近場的分布情形。 在我們的分析上,先採用週期性單位結構。我們以TE極化的平面波入射到方形的金屬(銀)結構,來觀察表面電漿波的分布和金屬損耗效應,並探討金屬的長寬與模態之間的關係。接著我們把平面波改成用一個磁流線源或電偶極來等效一個發光波源,以模擬表面電漿波和波源之間的耦合現象。得到提升光源的發光效率和光穿透率的結果後,我們擴大金屬結構範圍來接近實際的情況。模擬結果顯示週期性金屬結構上的表面電漿波對於兩種發光波源,均可提高發光效率。 為考慮更真實的情況,我們將八百個磁流線源或電偶極排成一排,每個波源有著隨機產生的不同相位,以代表主動發光層。經一百次的統計分析後,得知在適當的條件下,這兩種波源均可藉由週期性金屬結構提升光源的發光效率和光穿透率。The objective of this thesis is to investigate the surface plasmon polariton (SPP) existing on the metal surface for inducing extraordinary transmission and enhancing the spontaneous emission rate by using the finite-difference frequency domain (FDFD) method. T...
本論文研究之目的是設計並實現一新型、長行程、三自由度運動的奈米級定位平臺,此平臺能夠整合並應用於原子力顯微鏡來達成長行程與精密定位之需求。在本論文中,對於硬體架構、電磁致動器設計以及高效能的控制器設計...
對醇類或羧酸類之氧化反應的催化劑製備過程中,通常為了避免使用貴重金屬鉑,乃將其它或多種元素製成不同形狀或大小的奈米材料,以提升催化效能。本研究選用鈀、鉑及錫等元素,將其合成為奈米粒子,作為氧化甲醇、乙...
雙奈米狹縫金屬光柵為每個週期存在兩個奈米狹縫的金屬一維週期性結構。光波入射雙奈米狹縫金屬光柵反射和穿透的特性會隨著兩個狹縫的參數和兩個狹縫模態的能量耦合程度變化。本篇論文推導出來解析模型分析光波入射雙...
本論文針對具一維週期之二維電磁繞射問題提出一新穎的數值方法:平面波輔助邊界積分方程法。本方法乃基於傳統邊界積分方程法之架構,並結合平面波展開的概念,充分利用兩種數值技巧的優點。吾人藉積分方程以規範週期...
本篇論文發展建立平行化三維有限差分時域法數值模型,並以之模擬研究兩種次波長週期結構其近場光學與反射穿透頻譜。本研究引入Drude-Lorentz模型模擬金屬色散材料,並在計算空間的邊界上以單軸完美匹配...
光柵耦合為激發表面電漿共振的一種主要方法,本論文基於Ebbesen等人所提出由表面電漿共振引發之異常穿透現象,針對不同材質及表面輪廓形狀的光柵進行研究,以了解其改變對於產生表面電漿共振之影響。並且利用...
在本論文中,我們研究含奈米矽晶的富矽氮化矽薄膜的光電特性及材料分析。我們使用電漿輔助化學氣相沉積通以矽甲烷與氮氣或氨氣成長富矽氮化矽薄膜,經退火後形成富含奈米矽晶的氮化矽層。我們得到氨氣是比氮氣更適合...
本文在實驗上觀察不同長寬比的長方形孔洞在二維金屬薄膜孔洞陣列結構的異常性穿透特性。實驗發現當孔洞的長寬比達到7,主導穿透的電磁場會由原本的表面電漿模態轉變成侷域型的震盪模態。其中我們也研究在不同形狀的...
左手材料具有克服光學繞射極限的超級透鏡的效應。近年來,光子晶體能夠模擬全角度左手材料的一些性質。其中美國麻省理工學院的光子晶體能帶程式被用來計算二維蜂巢狀結構光子晶體的能帶結構。另一方面,我們利用有限...
從近幾十年以來,抗反射模的概念已經普遍地落實於光學的應用上,用以抑制多餘的反射光,由其是現今發展蓬勃的太陽能產業與面板產業。例如,多層膜結構,並且廣泛地利用在光電元件中,但是卻存在黏著性較差、熱穩定性...
此論文研究在於運用高精準的多區域「時域擬譜方法」來研究表面電漿結構的現象及元件應用,主要著重於計算奈米尺度大小的金屬結構和光波交互反應而產生的共振頻譜。研究上分為兩主題,在前半段中,我們首先會分別研究...
近年來,各種軟性電子元件的發展逐漸成熟,其中具有低成本、大面積量產能力等優點的液態製程有機電晶體其潛力更是突出。本論文研究主題是參與交通大學冉曉雯教授、孟心飛教授所組成的共同合作團隊之研究項目,針對空...
時域有限差分法已用廣泛運用在諸多模擬光電電磁計算上,我們以C++語言, 自行開發時域有限差分模擬器,並且具有平行化功能,透過訊息傳遞介面協定, 一次使用多台電腦加速運算,以減少運算時間。 本論文主要分...
在鋁/矽材料系統中,其接觸導電特性(GC)及鋁結晶化皆可用建置在矽基材表面之方形孔洞陣列結構增進之,而此陣列結構是以電子束曝光顯影技術來製造的,同時,該導電特性隨著孔洞尺寸之縮小而增進,其導電值由0....
由目前的研究文獻中,二維的次波長週期性抗反射結構已經被提出可以同時擁有寬頻而且可容忍大角度入射的抗反射效果,其目的主要是為了要減少入射光接觸介面後的反射率。雖然目前此種技術主要還是被傳統的抗反射鍍膜支...
本論文研究之目的是設計並實現一新型、長行程、三自由度運動的奈米級定位平臺,此平臺能夠整合並應用於原子力顯微鏡來達成長行程與精密定位之需求。在本論文中,對於硬體架構、電磁致動器設計以及高效能的控制器設計...
對醇類或羧酸類之氧化反應的催化劑製備過程中,通常為了避免使用貴重金屬鉑,乃將其它或多種元素製成不同形狀或大小的奈米材料,以提升催化效能。本研究選用鈀、鉑及錫等元素,將其合成為奈米粒子,作為氧化甲醇、乙...
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