金屬介電材料

 AAO 填充銀奈米線的光學性質

以下為探討在電鍍過後的 AAO 的光學性質，這邊我們選用厚度為 6μm 厚的 AAO 經過長時電鍍下的結果。

 穿透率

圖 4-31，與 AAO 光譜圖比較之下，我們發現最大的改變是整體穿 透率的大幅度下降，並以 600nm 作為明顯的區隔波長。首先探討為什 麼以 600nm 作為分界點，這就必須回到 AAO 的結構來做說明，以孔洞 大小為 60nm 為例，而 600nm 剛好是其λ的 10 倍，在這種比例下入射 光會將金屬及介電質混和成新的均勻物質，並擁有新的折射係數，這 也是為什麼隨λ的增長穿透率越好，因為在比例越懸殊下，入射光越 是將它視為相同物質。而隨角度的提升，其對應的穿透率下降也與一 般的均勻物質相同，符合原本的預期。

另外一部分就是λ小於 600nm，這時入射光已能區分金屬及介電質 的不同，因為是不均勻的結構，所以入射光不停的在銀柱間反射、折 射，導致整體的光路徑變長，而許多能量被消耗、吸收的機會增加，

所以穿透率幾近於 0。然而也因為是在奈米尺度下，此時會激發奈米 銀粒子的表面電漿共振，所以為什麼會在 325nm 出現一個明顯波峰，

看上去如同特殊光通道一樣。

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 反射率

圖 4-33，首先最明顯的是位在 360nm 的波峰，形成的原因是主要 是因為奈米銀粒子表面電漿共振所造成的，並隨角度的提升出現輕微 藍移現象，而與穿透率所激發的波峰差距為 30nm，我們在這邊的解 釋為因為表面電漿共振的一大特點是強吸收、具增益性的強放光，所 以我們在偵測反射率是接收到表面共振的訊號，但因為在比較厚 AAO 下，因為奈米銀柱間互相激發的能量提高，而導致共振位置改變，所 以會出現λ之間的差異性，而這種在越厚的 AAO 更加明顯。而同時我 們也觀察先前在 AAO 的特徵反射訊號:225nm、460nm。

 吸收率

圖 4-34，利用之前的公式我們得到以下圖表，在先前有研究者針 對不同的銀奈米顆粒的表面電漿共振吸收做計算，銀奈米粒子在真空 (n=1)的吸收峰為 380nm(3.27ev)，而在水溶液(n=1.33)的吸收峰值 為 400nm，並且隨著奈米顆粒越大，紅位移的現象越明顯。而我們的 銀奈米線是由不同顆粒大小沈積而成，並在鑲嵌在 AAO 裡面，而 AAO 本身的折射係數為 1.7 就會觸發紅位移現象，綜合上述理由以及再加 上 隨 著 光路 徑增加 的 條 件下 ，導致 觸 發 不同 吸收λ ， 最 後形 成 200nm-600nm 的連續吸收波段。

角度的變化在這邊，我們可觀察到分裂的波峰逐漸合在一起，原因

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 穿透率

圖 4-35(A)、(B)，首先兩樣品在穿透率的差異為 5%，原因可能 是隨著奈米銀線成長越完整，對於光的吸收率越好，雖然有表面共振 的行為提升穿透率，但依然無法整體宏觀行為，這也是不完全填充度 的穿透率整體優於完整填充度。

另外這兩片孔洞大小及線的直徑大約在 50nm，所以對應的分界 是在 500nm，與圖相差不多，另外填充度越高其在勻質光學反應波段 越是具有一致性，同樣六條角度斜率，在較高的填充度差異小於較低 的填充度。同時也因為填充度較高，奈米線長度越接近洞口，由於緻 密度高所以近似於一層反射層(對於長波長而言)，造成連續性的反射，

並且穿透緻密層，最後形成類似於先前光學反射現象:因為為光路徑 些許的差異，所以產生了相位差。

同樣的在 325nm 出現了利用表面電漿共振，所出現特殊光的通道，

並隨角度提高而變弱。

 反射率

圖 4-36，如同上面所講因為緻密的電鍍填充孔洞，會形成類似 於反射層的光學現象，在長波段產生相位差，而同時在反射率也擁有 比較高的表現。

在表面電漿共振上雖然在 349nm 有一波峰，但訊號薄弱，並且隨角

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度上升，在λ更小的位置，逐漸被激發，而融合在一起。

 吸收率

圖 4-36，從吸收率的圖譜來觀察，長波長的吸收波段更加明顯，

以 800nm，較低的填充率在 30 ﾟ時吸收率已降至 50%，但在較高的填 充率大約在 52%，而且在觀察斜率的差異性也比較明顯。不過在較低 填充率的情況下，勻質與非勻質光學分隔線在高角度下出現藍位移，

表示部分孔洞內的填充度不均勻，導致出現不同大小的奈米粒子混和 層，所以逐漸位移到 400nm 左右。

不過在表面電漿共振表現下，較低的填充度比較高的填充度更加明 顯，原因在於較低的填充度，越是充滿微小銀奈米粒子的，整體充滿 強烈的表面電漿共振，而同時也降低吸收的機會，但較高的填充度，

其表現行為越接近塊材(Bulk)，表面電漿共振也會比較小，吸收度高，

因此較小填充率越能展現特殊光通道現象。

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