基于硅纳米球阵列的全反射超表面结构的研究

摘要

介质硅具有较高的折射率,并且在可见光波段近似无损,是一种非常重要的纳米光子学材料.通过改变硅纳米球的尺寸,可在可见光波段有效调谐其电偶极和磁偶极共振.研究了硅纳米球单体及二聚体的偶极矩性质,通过时域有限差分法 (FDTD)设计研究了基于硅纳米球阵列的亚波长量级的全反射超表面结构,其反射率在可见光范围可达99.95%.基于格林函数法给出了硅纳米球阵列的有效偶极矩,并结合 Mie理论分析发现硅纳米球的偶极子之间存在强耦合作用,这种强耦合作用使硅纳米球阵列的有效偶极矩线宽展宽,从而使该超表面结构产生全反射效果.