随机石墨烯/银膜/介质界面表面等离子体激元散斑研究

Basing on these researching achievements of the advanced fields including the surface plasmon speckle of the silver film in the deep Fresnel region, phase vortex of the speckle, graphene surface plasmons , we will do the research on the speckle produced by surface plasmon polaritons, phase vortex and enhanced transmission of the surface plasmon polaritons on the random dielectric coated by the silver film and grapheme successively. We will explore the law of the scattering of surface plasmon wave by the film with random graphene / silver film / dielectric interface and the characteristics of the surface Plasmon. The new phenomenon and law of the speckle and phase vortex produced by the random graphene / silver film / dielectric interface the will be studied. We will study the evolution characteristics of the speckle on the longitudinal direction, and research the relation between the speckle grain and the graphene layers. The property of the transmission can be studied on the interface of the random graphene / silver film / dielectric, and the condition of the enhanced transmission. We will theoretically study the Physical mechanisms of these phenomena and laws. Our research work of this project have potential applications in the micro- optical manipulation , the field of optical information transmission , electronic information , solar cells, biosensors. We expect to develop the project work to bring new progress speckle and graphene research.

本项目基于菲涅尔深区金属银膜表面等离子体激元散斑、散斑相位涡旋、石墨烯表面等离子体激元等前沿领域的研究成果，开展随机石墨烯/银膜/介质界面表面等离子激元辐射散斑场、相位涡旋以及透射增强的研究。在实验上探索随机石墨烯/银膜/介质界面产生的表面等离子体激元波的散射规律及其产生的散斑场的特点；研究菲涅尔深区石墨烯随机界面产生的散斑场及相位涡旋的新现象和新规律；研究石墨烯/银膜/介质界面散斑场纵向演化特性；探索散斑颗粒与石墨烯层数的关系。研究石墨烯/银膜/介质随机界面透射特性，探索随机石墨烯/银膜界面透射增强条件。在理论上研究这些现象和规律的物理机理。本项目的研究工作在微光学操控、光信息传输、电子信息、太阳能电池、生物传感器等领域有潜在的应用前景。我们期望本项目工作的开展能带来散斑和石墨烯研究领域的新进展。

本项目基于菲涅尔深区金属银膜表面等离子体激元散斑、散斑相位涡旋、石墨烯表面等离子体激元等前沿领域的研究成果，开展随机石墨烯/银膜/介质界面表面等离子激元辐射散斑场、相位涡旋以及透射增强的研究。在实验上完成了随机银膜/介质界面产生的表面等离子体激元波的散射规律及其产生的散斑场相位涡旋的特点的研究，我们通过研究发现表面等离子体激元散斑随着银膜厚度的增加相位涡旋数目随之增加，并对其形成机理进行了定性分析，目前论文已经成文，并进入投稿过程中。另外，我们完成了随机银膜/介质界面产生的表面等离子体激元波所产生的纵向散斑的采集工作，并在进行数据分析。对于菲涅尔深区石墨烯随机界面产生的散斑场及相位涡旋的新现象和新规律的研究、石墨烯/银膜/介质界面散斑场纵向演化特性的研究以及探索散斑颗粒与石墨烯层数的关系、石墨烯/银膜/介质随机界面透射特性，随机石墨烯/银膜界面透射增强条件的研究工作目前在理论模拟工作中取得了一定进展。经过三年多的努力，我们在随机玻璃银膜的表面等离子体激元散斑研究已经很成熟了，但是随机石墨烯/银膜/介质界面表面等离子激元辐射散斑场、相位涡旋以及透射增强的实验研究工作，由于样品制备过程中存在石墨烯结构在随机玻璃样品表面断裂的现象，导致在我们正在寻找更好的办法克服这一问题，争取在实验上能有正式成果。