固體等離子體理論及應用

目錄
第1章 金屬中的電磁學 1
1.1 麥克斯韋方程和電磁波在介質中的傳播 1
1.2 金屬介電函數(shù) 3
參考文獻 6
第2章 金屬/介電介質界面的等離子體模 7
2.1 波動方程 7
2.2 單界面的等離子體界面模 8
2.3 多層膜的等離子體界面模 12
2.4 等離子體模的激發(fā) 17
2.5 表面等離子體波導 19
2.6 等離子體表面波激光器 21
2.7 波導中增益介質輔助的等離子體表面波的傳播 22
參考文獻 24
第3章 金屬線的等離子體模 25
3.1 圓線和圓柱孔的等離子體模的色散關系 25
3.2 用平面波激發(fā)納米線的表面等離子體模 28
3.2.1 產(chǎn)生函數(shù) 29
3.2.2 用產(chǎn)生函數(shù)計算金屬納米線的本征模 30
3.2.3 入射電場平行于x-z平面 31
3.3 散射和吸收系數(shù) 33
3.4 納米金屬線中表面等離子體模的激發(fā) 36
3.5 等離子體波在金屬納米線中的傳播 39
3.6 等離子體波在金屬納米線中傳播的衰減 42
3.7 金屬納米線上SP傳播的電場顯示 45
參考文獻 49
第4章 金屬球的等離子體模 51
4.1 金屬圓球的等離子體模 51
4.2 散射和消光截面 57
4.3 Mie理論 62
4.4 金屬納米球的光學性質 66
4.5 金屬納米球等離子體模的阻尼 69
4.6 粒子等離子體模共振頻率與周圍介質的關系 72
4.7 核殼結構的納米粒子 74
4.8 核/殼結構納米粒子激光器 75
參考文獻 78
第5章 平面波展開方法計算光子晶體能帶和等離子體模色散關系 80
5.1 一維介質/介質(D/D)超晶格TM模的色散關系 80
5.2 一維D/D超晶格TE模的色散關系 82
5.3 金屬/介質(M/D)超晶格TE模的色散關系 83
5.4 金屬/介質(M/D)超晶格TM模的色散關系 84
5.5 超晶格中電磁波能量分布 85
5.5.1 TM模的電磁能量分布 85
5.5.2 TE模的電磁能量分布 86
5.6 二維D/D超晶格，TM模 87
5.6.1 鋸齒狀二維超晶格 87
5.6.2 圓柱或圓孔狀二維超晶格，TM模 90
5.7 二維D/D超晶格，TE模 91
5.7.1 鋸齒狀二維超晶格 91
5.7.2 圓柱或圓孔狀二維D/D超晶格，TE模 92
5.8 二維M/D超晶格，TE模 93
5.8.1 鋸齒狀二維超晶格 93
5.8.2 圓柱或圓孔狀二維M/D超晶格，TE模 94
5.9 二維M/D超晶格，TM模 95
5.9.1 二維鋸齒狀超晶格 95
5.9.2 二維圓柱超晶格 96
參考文獻 96
第6章 表面等離子體放大的受激發(fā)射理論 98
6.1 Spaser的引言 98
6.2 局域等離子體模的一般理論 100
6.3 Spaser理論 103
6.3.1 Spaser系統(tǒng)的哈密頓量 103
6.3.2 密度矩陣 105
6.3.3 二能級系統(tǒng)Spaser的方程 106
6.3.4 連續(xù)工作時的Spaser方程 107
6.4 納米線等離子體激光器 110
參考文獻 112
第7章 二維電子氣的等離子體激發(fā)和太赫茲器件 113
7.1 研究背景 113
7.2 二維電子氣等離子體模的激發(fā)的新機制 115
7.3 基于周期柵的HEMT等離子體振蕩器件 121
7.3.1 太赫茲輻射器 121
7.3.2 連續(xù)激光激發(fā)的太赫茲輻射 125
7.3.3 基于HEMT的太赫茲輻射的探測器和混合器 126
7.4 不用周期柵的等離子體器件 131
7.4.1 2DEG通道中的等離子體波和振蕩 131
7.4.2 等離子體振蕩器 132
7.4.3 太赫茲輻射的檢測和倍頻 133
7.4.4 利用等離子體振蕩的光電混頻器 134
7.5 石墨烯基異質結中的等離子體波 137
參考文獻 138
第8章 電子氣的等離子體激發(fā) 139
8.1 基本原理 139
8.2 介電函數(shù) 141
8.3 等離子體實驗和理論 142
8.3.1 等離子體散射實驗 142
8.3.2 電子散射實驗理論 145
8.3.3 非相互作用電子系統(tǒng)的散射理論 146
8.3.4 光散射理論 147
8.4 單二維層半導體的元激發(fā) 147
8.5 耦合量子阱等離子體理論 153
8.6 磁場下耦合量子線的集體和單量子激發(fā)模 156
參考文獻 159
第9章 表面增強拉曼散射 160
9.1 引言 160
9.2 表面增強拉曼散射的基本原理 160
9.3 表面增強拉曼散射的偶極相互作用理論 163
9.4 分子與金屬球體系 165
9.5 光柱效應 168
參考文獻 176
第10章 在頻率有關的介電常數(shù)介質中的傳播計算(FDTD方法) 177
10.1 一維模擬 177
10.1.1 自由空間 177
10.1.2 在介電介質中的傳播 179
10.1.3 在有損耗介電介質中的傳播 180
10.2 頻率有關介質的一維模擬 181
10.2.1 利用流密度的表述 181
10.2.2 Debye介質 183
10.3 Z變換 186
10.3.1 Z變換的定義 186
10.3.2 Z變換應用于Debye介質 188
10.3.3 無磁場的等離子體介質 189
參考文獻 191