Browsing by Author "Liu, Ai-Yin"

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    水平環型磁偶矩超穎材料
    (2020) 劉艾音; Liu, Ai-Yin
    環型磁極矩(toroidal dipole)由甜甜圈型的表面電流所產生的環型磁場，屬於第三類的多極矩展開元素。由於自然界中環形矩材料訊號微弱難以被測量，因此一般常被忽略。過去有許多研究利用超穎材料的設計以產生環型磁極矩，但這些設計往往需要複雜的奈米結構或特殊的激發光源才能有效激發環型矩共振並同時削弱電磁多極矩。在本論文中，我們透過三維的週期性矽奈米圓柱結構成功得產生環極矩，與以往不同的是，此結構可經由垂直入射的光源來激發平行於基板的環形偶極矩，此外介電材料能降低材料本身的損耗，同時簡單的奈米結構降低了製程上的困難。在本文中，首先我們透過有限元素法來模擬計算矽奈米圓柱的頻譜響應，並利用多極矩展開進行模態分析，並探討各個結構的幾何參數對於多極矩的影響，以最佳化設計出能環型矩超穎材料。接著，利用電子微影術來製作設計好的矽奈米圓柱，其量測光譜與模擬計算結果十分相符，顯示我們成功實現了環型矩超穎材料。由於環形矩共振具強近場與低遠場輻射的特性，未來極具潛力應用於高敏感度的生醫感測器、非線性光學等應用。