表面等离子光学金属纳米结构和器件为在纳米尺度上操纵和控制光子提供了一条有效的途径。本项目针对金属纳米结构和器件的设计、制作和应用问题,研制了一台磁控溅射镀膜仪器,制备出了表面粗糙度小于5nm的金薄膜以及能够实现光束准直的金属纳米狭缝结构;发现增益金属纳米颗粒的表面等离子体共振能极大地提高局域场和SERS增强,有助于实现单分子检测;制备出了工作在近红外波段的、具有实时可调谐特性的多通道光学磁性超常材料,获得了高于1800nm/RIU的折射率传感灵敏度;提出了表面波全息术的概念,能方便、精确地设计调控表面等离子体波散射和传输进的金属纳米表面结构;在金属纳米结构中发现了若干新奇的物理现象和效应,如慢光和彩虹捕获、Zener隧穿、光学双稳。项目共发表SCI论文58篇,包括Nano Lett. 3篇,Adv. Mater. 2篇, JACS 2篇,Angew. Chem. 1篇,PRB 1篇、APL 8篇、OL 5篇、OE 11篇等重要期刊论文。研究成果被Nature杂志所Highlight, 入选《激光与光电子学进展》杂志评选的"2010年中国光学重要成果"。做国际会议邀请报告11次。
英文主题词surface plasmonics; metal nanostructrues; optical sensing; nonlinear optics; gain assisted plasmon amplification