低维金属和石墨烯结构表面等离激元近场性质的研究的开题报告.docx

低维金属和石墨烯结构表面等离激元近场性质的研究的开题报告
一、选题背景
纳米材料是一种尺寸在纳米级别的新型材料，具备特殊的物理、化学性质和表面等离激元共振（SurfacePlasmonResonance，SPR）效应。近年来，石墨烯和低维金属等纳米材料的等离激元共振性质引起了广泛关注。等离激元可以在纳米材料表面和界面上引发极强的电磁场增强效应，因此在传感、光电器件等领域有着广泛的应用。
二、研究目的和意义
本课题将探究低维金属和石墨烯的表面等离激元近场性质，希望通过理论模拟和实验研究，研究其表面等离激元的原理、特性，并探究其在纳米材料应用方面的可能性，有望为相关领域的理论和实践应用提供参考。
三、研究内容和方法
本课题的研究内容主要包括：
1、研究低维金属和石墨烯之间表面等离激元的相互作用规律。
2、研究低维金属和石墨烯表面等离激元之间的磁耦合和电耦合作用对其光学性质的影响。
3、利用COMSOLMultiphysics等模拟软件，建立适当的模型，对表面等离激元增强效应进行数值计算和模拟研究。
4、利用纳米光学实验技术，验证模型的准确性，并进一步研究其在成像、传感等领域的应用。
四、预期成果
本课题预期获得以下成果：
1、得出低维金属和石墨烯之间表面等离激元的相互作用规律。
2、明确低维金属和石墨烯表面等离激元之间的磁耦合和电耦合作用对其光学性质的影响。
3、建立理论模型并进行数值计算和模拟，得出表面等离激元增强效应的量化参数。
4、利用纳米光学实验技术，验证理论模型的准确性，探究其在成像、传感等领域的应用。
五、研究进度安排
1、文献调研和理论分析（1-3个月）
针对石墨烯和低维金属等材料的表面等离激元增强效应进行文献调研和理论分析。
2、数值模拟与计算（3-6个月）
利用COMSOLMultiphysics等软件建立数值模型，进行具体参数设置和模拟计算，获得表面等离激元增强效应的量化参数。
3、实验验证（6-12个月）
根据模拟计算所得参数和研究结果，在石墨烯和低维金属材料上进行实验验证，验证理论模型的准确性。
4、撰写论文和总结（6-9个月）
在研究完成后，根据实验结果撰写论文，并进行总结和进一步的思考，为此领域的深入探究和应用开发提供参考。
六、研究预算
本课题所需经费主要用于实验材料、实验设备、计算软件购买和专利申请等方面。预算总额为10-20万元。