第二章 文獻回顧
2-1.1 Room temperature large magneto absor-ption effect in Co-coated ZnO nanowires[13]
此篇文獻中，研究團隊發現鈷金屬摻雜氧化鋅奈米柱後，使氧化鋅奈米柱
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始電子吸收光。MCD 上的光譜會呈現廣泛的帶狀光譜特徵。而在 3.4-3.48ev 中 的尖狀訊號，為氧化鋅奈米柱的電子躍遷，在外加磁場下，能帶分裂。在此篇 論文中認為，氧化鋅奈米提供更多的表面缺陷，提供了金屬鈷與氧化鋅奈米柱 更好的混合條件。並提到，由於氧化鋅奈米柱與有 3d 軌域的過度金屬摻雜後，
在模擬中，外加磁場下的吸收變化與實驗樣品的數據進行疊圖比較，結果大致 吻合，支持了 MCD 光譜適用於表現了自旋極化的狀態密度。此篇論文中也放入 鈷/氧化鋅薄膜與氧化鋅奈米柱的參考片吸收圖一同比較，強調了氧化鋅奈米柱 的重要性。
圖 2.1 (a) C1(蓋鈷 30 分鐘)、C2(蓋鈷 10 分鐘)、純氧化鋅奈米 柱、氧化鋅種子層的 XRD 圖。(b) C1 的 TEM 圖(c) 純氧化鋅奈米 柱(d)C2 (e) C1 的 TEM 圖。[1]
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圖 2.2(a) C1、C2、純氧化鋅、Co/ZnO 薄膜的吸收圖譜，在外 加磁場為 0T(實線)，以及 0.8T(虛線)。(b) 相對的吸收變化圖 譜。[1]
圖 2.3 在磁場 0.8T 下的 MCD 圖譜(實線) (a)純氧化鋅(b)C2(c)C1，以及 對應的 dK/dE(虛線)。(d)自旋相關的態密度以及 Co/ZnO 介面附近的 MCD 示意圖。[1]
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2-1.2 Circular Magnetoplasmonic Modes in Gold Nanoparticles[11]
此篇文獻中作者認為，磁場，做為對表面電漿共振材料的調控源，具有相
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烷、氯仿、甲苯。並量測均勻分散於溶液中奈米金粒子的 MCD 光譜。結果發 現，在溶劑折射率越高的樣品組中，其零點的位置往低能量移動，而這項成果 是可逆、且可透過模擬實驗驗證。
此篇文獻提供磁電漿子詳細的模型解釋，磁場造成並可反應在 MCD 光譜的 特徵上。有助於本研究分析磁電漿子在 MCD 光譜的特徵化以及與模型建置，也 知道 2.2-2.3ev 為奈米金表面電漿共振頻率。
圖 2.4 (a) 金奈米顆粒的 TEM 圖，顆粒大小為 12.8±0.7nm (b) 黑色線為金 奈米粒子在外加磁場 1.3T 下的 MCD 圖譜，紅色線為金奈米粒子在外加磁場 1.3T 下的吸收圖譜。[9]
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圖 2.5 用圖形的方式去描述左旋光和右旋光在外加磁場下的變 化，以及 MCD 的圖譜是如何呈現的。[9]
圖 2.6 實驗數據與理論模擬的疊圖比較，黑線為實驗數 據，紅線為理論模擬。[9]
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2-1.3 Magnetic circular dichroism (MCD) in silver nanocubes with different sizes[14]
此篇文章研究各向異性 Ag 奈米結構顯示出的磁光特性。文中提到 Ag 奈米 粒子在紫外光到可見光區域顯示出 LSPR 的多個吸收帶，且觀察到偶極子和更高 的多極子共振是穩定的。並透過反覆驗證實驗數據，提出在偶極能量區間的 LSPR 會根據尺寸而有所變化。而在多極態的能量位置中，其 LSPR 所造成的 MCD 響應並不會隨尺寸而有所改變。值得一題是，文章中提及奈米銀粒子此能量位 置，靠近本研究基材氧化鋅奈米柱的能帶位置。此外，文章更進一步探討奈米 粒子尺寸與 LSPR 的關係，發現多極的 LSPR 的 MCD 活性與尺寸無關，而偶極模 式的 LSPR 則很大程度上取決於尺寸。最後，在偶極的表面電漿共振中，明顯的 雙向 MCD(Type A)響應是典型的辨識特徵，可在洛倫茲磁力模型中被解釋，如 何使得電子在奈米粒子中進行循環的運動。相比之下，多極的表面電漿共振的 MCD 信號表現出尖狀、單一的峰值，但不會對應到吸收峰的位置。這種差異被 認為是：左旋和右旋圓偏振光激發的能量不均等 MCD 響應。
圖 2.7 奈米銀粒子的 MCD 的訊號與洛倫茲磁力模型圖。[15]
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圖 2.8 不同邊長奈米銀粒子的 MCD 光譜圖。[15]
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圖 2.10 的 Ag（a）雙極或（b）四極模式 納米立方體電子的圓形振盪 LCPL 激發。[15]
圖 2.9 典型的消光與 MCD 光譜的疊圖。[15]
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2-1.4 Manipulation of the magnetoabsorption effect in Co-coated ZnO nanowires with Au decoration[12]
此篇論文使用奈米金粒子裝飾的輔助鈷/氧化鋅奈米柱Co/ZnO
nanowires)，進行MCD 做量測。結果發現，在不同厚度奈米金粒子覆蓋的情 況。磁吸收值由負轉為正，顯示了成功的磁光調控。其中，文章推測是氧化鋅 奈米柱、Co磁性金屬層、Au金屬三者間介面偶合的關係。文中提出了磁電漿子 的概念以及三種材料耦合的可能性，是本研究最關鍵的研究發想核心。
在圖2.10可發現，在對鈷/氧化鋅奈米柱進行吸收量測時，外加磁場會導致 吸收值的下降。然而，在使用金覆蓋樣品後，外加場時的光吸收不減反增。此 研究的結果顯示，透過在製程中添加少許金屬進而對材料整體產生明顯的光學 變化。而在圖2.11中，根據不同材料，分別是氧化鋅奈米柱、鈷金屬和鈷－氧 化鋅奈米柱表面缺陷帶進行表面摻雜後的軌域模型圖。另外也解釋，MCD譜圖是 由左右旋光的吸收差異來了解材料中電子的自旋方向，適合運用在奈米材料的 磁光現象量測中。
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圖 2.11 在外加磁場 H= 0.8T 到-0.8T 的 MCD 譜圖 (a) 氧化鋅奈米柱蓋鈷 (b) 氧化鋅奈米柱蓋金蓋鈷 A1 (c) 氧化鋅奈米柱蓋金蓋鈷 A2，外加磁場下 H= 0.8T 到-0.8T 在吸收最大值能量位置下的 A-H 圖(d) 氧化鋅奈米柱蓋鈷 (e) 氧化鋅奈米柱蓋金蓋鈷 A1 (f) 氧化鋅奈米柱蓋金蓋鈷 A2。[2]
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圖 2.12（a）在 0.8 T 磁場下 Co / ZnO NWs，A1 和 A2 的 MCD 光譜。自旋相關 DOS 的示意圖（b）金屬 Co（c）磁電漿子（d）純氧化鋅奈米柱（d）Co 包覆的 ZnO NW。[2]
19 關鍵因素之一。且已知奈米金、銀粒子的電漿共振頻率範圍分別為 2.2~2.5ev 及 3.3~3.6ev。因此，在實驗設計中增加一組對應樣品，奈米金粒子覆蓋在鈷/
氧化鋅奈米柱。並透過量測進行比較。