透過雙界面表面電漿以改變電子於非金屬材料內部不同能階躍遷速率的方法及結構

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

中華民國

專利申請案號

101122320

專利證號

I 457683

專利獲證名稱

透過雙界面表面電漿以改變電子於非金屬材料內部不同能階躍遷速率的方法及結構

專利所屬機關 (申請機關)

長庚大學

獲證日期

2014/10/21

技術說明

當一金屬與非金屬接觸時，由於金屬具有負的介電係數，而非金屬具有正的介電係數，依據電磁學計算，該界面可有一特殊的波導解存在，稱之為表面電漿，或表面電漿子，亦或稱之為表面電漿極化子，以表彰其量子性，並描述其屬電磁場與金屬表面載子振盪之偶合狀態。該表面電漿之電磁場最高處位於該界面，並向兩側呈現指數遞減。目前已知，此一現象可用來提升臨近該界面處之電子能階躍遷速率。然而此種單一界面表面電漿結構，由於該表面電漿之特性，存在許多缺點。本發明之內容，在於提出一種表面電漿結構，該結構主要是由兩層金屬中間夾著非金屬所組成。由於非金屬兩側皆有金屬存在，此兩側之表面電漿可相互偶合，且其偶合程度可透過非金屬的厚度加以調整。透過該偶合，可調整表面電漿的特性，以避免單一界面表面電漿的缺點，並進一步加強表面電漿能量聚集的程度。 Since the energy of a surface plasmon is strongly concentrated at the interface, the transition rates of electrons at the place near the interface can be effectively enhanced. However, due to the particular properties of surface plasmons, the inclusion of surface plasmons into a device suffers many difficulties. A surface plasmon structure that consists of a metallic layer, a nonmetallic layer and a metallic layer, in that order, is proposed herein. Since both sides of the nonmetal are in contact with a metal, the individual surface plasmon on the opposite interfaces can couple with each other across the nonmetal, and the coupling strength can be tuned as intended by changing the nonmetal thickness. If this structure is properly adopted, the aforementioned difficulties that arise from the properties of single-interface surface plasmons can be resolved, and the distribution of the electromagnetic field can be further concentrated.

備註

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