光穿不過金屬薄膜上的孔洞
- 上線日期：2009/12/11 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
1988年發現的「異常光穿透(Extraordinary optical transmission, EOT)」現象，是指光穿透具有孔洞陣列的金屬薄片的程度，超過繞射理論的預測；這是因為金屬表面的電子會吸收光而形成「表面電漿子」(即傳導電子的集體振盪)，表面電漿子會通過孔洞到背光面，並再度放出光子來。
最近德國司徒加(Stuttgart)大學的Bruno Gompf等人發現，當金屬薄片薄到半透明時，孔洞並不會造生異常光穿透現象的發生，反而會大幅減少穿過的光量，且對於某些波長的透射光的成5的因數遞減。
Gompf等人在玻璃基板上覆蓋20 nm厚的金薄膜，讓只有一半的光能透過，接著用氬離子蝕刻出呈正方晶格排列、周期為300 nm、直徑為200 nm的孔洞陣列；雖然蝕刻過程移除掉大量的金，但透射率在某些波長反而下降到約只剩五分之一。
研究人員測量不同入射角的透射頻譜，發現透射極小值對應的波長在特定入射角時會偏移，因此認為與表面電漿子的作用有關。而由於材料極薄，研究人員假設箔片兩面的電漿子會彼此耦合，有別於讓一般較厚材料產生異常光穿透的電漿子。
該團隊推論，在上述條件下，只有特定受阻尼(damped)的短程電漿子會被激發，而這類電漿子吸收光子後，不會再放出光子，他們也證明了這類電漿子的能量正好對應到透射頻譜下陷處。
由於這種薄膜的透射率與波長及入射角度關係密切，Gompf相信這項材料可以用來製造小型偏振片或其他光子線路元件。目前該團隊正在研究不同薄膜厚度、不同陣列週期及孔洞隨機分佈的影響。詳見Phys. Rev. Lett. 103 203901 (2009)。
原始網站: http://physicsworld.com/cws/article/news/40955
譯者:劉翼綱(彰化師範大學物理系)
- 相關附件: