センシングアプリケーション用のハイブリッドメタサーフェスに基づくトリプルバンドパーフェクト光吸収体

はじめに

光学メタマテリアルの重要なブランチとしてのメタサーフェスは、パターン化された誘電体と金属材料からなるサブ波長の周期的プラズモンナノ構造によって形成される2次元（2D）アレイアーキテクチャです[1、2]。近年、メタサーフェスは、レンズ、波長板、スペクトルフィルターなどの小型化された自由空間光学コンポーネントや吸収体に適用できる可能性があるため、広く研究されています[1,2,3,4,5,6,7、 8,9,10]。メタサーフェスの優れた側面の1つは、光通信[11]、熱放射[12、13]、光収穫[14]、およびセンシング[15、 16,17]。一般に、メタ表面ベースのPLAは、3層の金属-誘電体-金属（MDM）ナノ構造または2層の誘電体-金属（DM）ナノ構造の構成によって実現でき、さまざまな表面プラズモン共鳴（SPR）が可能です。励起され、その後、パターン化された金属または金属-誘電体界面に光エネルギーの閉じ込めを引き起こします[11、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28]。さらに、PLAにおける金属および誘電体の固有の光損失も、入射光の電磁（EM）エネルギー吸収を強化するための重要かつ有利な要因です[11、19、20、21、22、23、24、25、26 、27、28、29、30]。 PLAの吸収能力は通常、プラズモンメタ表面の形状、サイズ、厚さ、および組成に依存し、周囲の材料の屈折率（RI）にも敏感であることが確認されています[29、30、31、32 、33、34、35、36]。センシングアプリケーションでよく知られているように、狭帯域PLAは、変調度が大きいために集中的に調査されました[15、16、17、18、31、32、33、34、35、36、37]。 PLAが気体または液体の環境に置かれると、吸収ピークの周波数は、周囲の材料のRI値の変化に伴って大幅にシフトします。したがって、狭帯域PLAに基づく多数のメタサーフェスが提案され、集中的に調査されています[31、32、33、34、35、36、37、38]。たとえば、Cheng etal。 MDM構成に基づく狭帯域PLAを提案しました。これにより、約590 nm ∕ RIUの感度を実現できます[31]。 Bhattarai etal。ファブリペロー空洞メカニズムに基づくキノコでキャップされた狭帯域PLAを実証し、感度は最大2508 nm ∕ RIUです[32]。次に、MDM構成に基づく他のPLAが継続的に提案され、理論的に調査されています[33、34、35、36、37]。これらの狭帯域PLAは高感度を実現できますが、メタサーフェス設計が複雑なため、大規模な生産には時間とコストがかかります。したがって、狭帯域PLAを比較的単純な構造でサポートできれば非常に役立ちます。 Yong etal。全金属メタ表面に基づくセンシングアプリケーション用のPLAの単純な設計スキームを提案しました[38、39、40]。これらのPLAには、通常、貴金属の金または銀が使用されます。これにより、製造コストも増加します。

最近、シリコンナノ構造に基づくメタ表面は、検出器[41]、フォトニック導波路[42]、カラージェネレーターとフィルター[43、44]、およびPLA [45,46,47,48,49]での用途により、大きな注目を集めています。 、50]。金属ナノ構造と同様に、シリコンは、光周波数範囲での構造設計によってさまざまなSPRをサポートできる実現可能な高RI材料の1つです。さらに、シリコンは、コスト効率が高く、相補型金属酸化膜半導体（CMOS）プロセスとかなり互換性があります[44、49]。したがって、シリコンメタ表面ベースのPLAでの狭帯域の完全な吸収は、センシングアプリケーションで非常に重要であると考えられます[50]。たとえば、Ahmmed etal。金層上に堆積されたアモルファスシリコンナノディスクアレイで構成されるハイブリッドメタ表面に基づくPLAを提案しました。これは、近赤外領域でRIセンサーとして機能する可能性があります[50]。ただし、これは単一の狭帯域でのみ機能するため、マルチプレックスセンシング検出の潜在的なアプリケーションが制限されます。私たちの知る限りでは、メタサーフェスを利用した高効率のマルチバンドPLAに関するレポートはほとんど見つかりません。その動作は、可視領域で有効です。

この作業では、可視領域のハイブリッドメタサーフェスに基づくトリプルバンドPLAを提案し、理論的に実証します。これは、RIセンシングに適用できます。金基板上のシングルサイズのシリコンクロスナノ構造アレイで構成されるハイブリッドメタサーフェスは、3つの異なる共振周波数で98％を超える吸光度を持つトリプルバンドの完全な吸収を示します。観測された完全な吸収の根本的な物理的メカニズムは、電界の空間分布、電力の流れ、および共振時の電力損失密度を分析することによっても示されています。 PLAの吸収特性に対するユニットセルナノ構造の幾何学的パラメータの影響も調査されました。さらに、PLAの吸収ピークは、周囲の媒体のRI値に敏感であることが確認されているため、センシングアプリケーションの潜在的な候補となります。さらに、ハイブリッドメタサーフェスベースのPLAは、簡単かつ簡単に製造できるだけでなく、同じチップ上のプラズモン、電子、およびフォトニックデバイスに簡単に統合できます。このようなトリプルバンドPLAの設計は、ハイブリッドメタサーフェスに基づくナノフォトニックデバイスの実現への効果的な方法を提供します。これは、マルチプレックスセンシング、検出、および強化された可視分光法における潜在的なアプリケーションの候補となる可能性があります。

メソッド

図1は、ハイブリッドメタサーフェスに基づく可視PLAの設計概略図を示しています。これは、2つの機能層のみで構成されています。周期的なシリコンクロスナノ構造アレイは、誘電体共振器として機能する最上層を構成し、最下層は金基板です。異なるパターン化されたプラズモンシリコン構造は、入射光照明下で異なるSPRモードをサポートできることが実証されています。これは、その好ましい光学特性により、テラヘルツから可視周波数範囲までのPLAを構築するために適用できます[42、43、44、45、46 、47,48]。

目に見えるトリプルナローバンドPLAの概略図。 a 2D周期配列構造。 b フロント。 c ユニットセルナノ構造の斜視図

可視領域では、半導体シリコンはRIが高く経済的な材料であり、特別な構造設計によって誘電体共振器と見なすことができます[43、44、45、46、47、48、49]。さらに、半導体シリコンは、CMOSプロセスとのかなりの互換性に依存して、低温で異種基板（金基板など）上で効率的に成長できるという顕著な利点があります[44、49]。大規模生産の要件。関心のある可視範囲（350〜500 THz）では、シリコンのRI値はほぼ一定であり、約 n です。 _si =3.7×（1 + 0.0025 i ）[50,51,52]。金（Au）基板層は、実験データからの周波数依存ドルーデモデルによって記述できます[53]。金基板の厚さは、可視範囲での入射光の侵入深さよりも厚くなります。典型的なMDM構成とは異なり、ハイブリッドメタサーフェスに基づく提案されたPLAは、サブ波長の周期的な2層DMナノ構造によって形成され、提案されたPLAは、クロスナノ構造と正方格子。設計の最適化された幾何学的パラメータは次のとおりです。 p _x = p _y =400 nm、 l =350 nm、 w =100 nm、 h =85 nm、および t _s =100nm。図1cに示すように、提案されたPLAのユニットセルは、 x-に沿って400nmの一定の周期性になるように設定されています。 および y -750THzまでの周波数での回折を回避するための軸方向。

ハイブリッドメタサーフェスに基づいて提案されたPLAは、CST Microwave Studioの有限要素法（FEM）に基づくシミュレーションツールを使用して設計および調査されました。図1cに示すように、350〜500 THzの広い周波数範囲の平面波励起は、ハイブリッドメタサーフェスの表面に垂直な波数ベクトルを持つ照明源と見なされます。シミュレーションでは、メッシュサイズは0.3 nmに設定されています。これは、動作波長およびユニットセルサイズよりもはるかに小さい値です。無視できる数値誤差を確保するために、ユニットセルのシミュレーションの前に標準の収束テストも実行しました。 x-に沿った周期境界条件 および y -軸方向は、ハイブリッドメタサーフェスの周期的な配置を考慮するために使用されます。入射直線偏光は、電気（ E ）のようにz軸方向に伝搬するように設定されています。 _x ）および磁気（ H _y ）フィールドは x に沿っています -および y -それぞれ軸方向。私たちの設計では、透過は金の基板によって遮断されるため、吸光度は A によってのみ計算できます。 （ω）=1- R （ω）=| S ₁₁ | ² 、ここで S ₁₁ は反射係数です。

結果と考察

図2は、可視領域での通常の入射光照明下でのハイブリッドメタサーフェスに基づくPLAのシミュレートされた反射率と吸光度のスペクトルを示しています。 f では、3つの異なる共鳴点が明らかに観察されます。 ₁ =402.5 THz、 f ₂ =429.5 THz、および f ₃ =それぞれ471.5THz。これらの共振では、反射率は1.9％、1.3％、および0.4％に減少し、対応する吸光度はそれぞれ最大値の98.1％、98.7％、および99.6％に増加します。以前の研究[45,46,47,48]によると、3つの共鳴での完全な吸収は、通常の入射光照明下でのシリコンクロスナノ構造における高次SPRモードの励起に起因する可能性があると推測できます。後で。以前の研究で広く使用されていた高RI半導体シリコンと高反射率金基板の両方が私たちの設計に適用されましたが[17、38、39、40、46、48、49、50]、それでも指摘する価値がありますこの研究で提案されたPLAの新しい設計は、単一サイズのシリコンクロスナノ構造を利用することにより、可視領域でのトリプルバンド完全吸収という点で比較的改善された特性を示すことがわかります。さらに、提案されたPLAは、以前の設計と同様のユニットセルの幾何学的回転対称性が高いため、法線入射光に対して偏光に影響されないはずです[54,55,56]。

シミュレートされた反射率（ R （ω））および吸光度（ A （ω））法線入射光照明下で設計された可視ハイブリッドメタ表面ベースのPLAのスペクトル

さらに、提案されたPLAの半値全幅（FWHM）とQファクターも、以前の参考文献[40]に従って計算されています。上記の3つの共振位置では、FWHMの値は約64.875 THz、27.75 THz、および34.125 THzであり、対応するQ値（= f _i / FWHM _i 、 i =1、2、3）は、それぞれ約6.48、14.57、および13.82です。空気媒体を使用した理想的なケースでは、トリプルバンドの完全な吸収が観察されることに注意してください。ただし、設計したPLAの外部/環境RI値を調整することにより、共振吸収特性を調整することができます。これは、人民解放軍周辺の環境のRI値を変更することにより、動作周波数を大幅に調整できることを意味します。したがって、急峻な共振を備えた設計されたPLAは、マルチプレックスセンサーおよび検出器でいくつかの潜在的なアプリケーションを提供できます。

設計されたPLAの観測されたトリプルバンド完全吸収現象の背後にある物理メカニズムを検証するために、電気の空間分布（ E _x 、 x-z 平面）および磁気（ H _y 、 y-z 図3に示すように、これら3つの吸収ピークでの平面）磁場が体系的に調査されています。明らかに、強い電場と磁場（ E ）の空間分布パターンです。 _x および H _y ）さまざまな共振周波数で大幅に異なり、さまざまなSPRモードの励起が明らかになります。しかし、共振が発生すると、電界と磁界の両方が常にシリコンクロスと金基板の界面に強く集中することは明らかです。これらの空間フィールドの特徴は、シリコンクロスナノ構造と金基板の界面で異なる高次のガイドモードが励起されたことを示しています。入射光が異なる屈折率の導波路間で結合されると、誘電体/金属界面での強力なガイドモード共振が励起されると考えられます[57、58、59、60]。一方、入射光と誘電体/金属ナノ構造のガイドモードとの間の共鳴結合が可能であり、これは金属格子ガイドモード共鳴効果[21、59、60]と同様です。

a の分布 – c 電界（ E _x x-z で y の平面 =0 nm）および d – f 磁場（ H _y y-z で x の平面 =0 nm）異なる共振周波数でのPLAのユニットセルナノ構造：（ a 、 d ） f ₁ =402.5 THz、（ b 、 e ） f ₂ =429.5 THz、および（ c 、 f ） f ₃ =471.5 THz

設計されたPLAナノ構造のガイドモード共振を説明するために、設計されたシリコンクロスナノ構造を可視領域の誘電体導波路と見なすことができます。入射光が隣接する2つのユニットセル間のギャップに衝突すると、入射光はシリコン層に回折され、金基板で反射され、続いてシリコン/金基板の界面に導かれます。ユニットセルの対称的な設計により、隣接するギャップからの結合ガイド光は反対方向に伝搬し、その結果、結合して導波路層に定在波を形成します[58、59、60]。図3a–fに示すこれらの結果によると、通常の入射光照射下では、ナノ構造の奇数次高調波誘導モードのみを励起できることがわかります。図3a–fは、それぞれナノ構造の1次モード、3次モード、および5次モードを示しています。結果は、MDM構成に基づく以前のPLA [58、61]とよく一致しており、通常の入射光に対して2次モードを励起できませんでした。これは、高調波誘導モードの励起が、主に設計されたナノ構造の幾何学的パラメータによって決定されるためです。これは、この作業の特別な適切なナノ構造設計では、奇数モードまたは高調波誘導モードのみを励起できることを意味します。このナノ構造の高次のガイドモード励起は、入射光がエアギャップに結合し、シリコン/金の界面に局在化するのを促進し、最終的にさまざまな共振周波数で完全な光吸収を生み出します。よく知られているように、ナノ構造のガイドモード励起によって誘発される入射光のエネルギー損失は、共鳴での高レベルの吸収を導入するのに十分な大きさです[20、21、26、58、59、60、61]。さらに、これらのガイドモード共振は、主に、設計されたナノ構造の幾何学的サイズと周囲の媒体によって決定されます[58]。より深いサブ波長構造の基本モードを使用する場合と比較して、中程度の幾何学的パラメータを使用して可視領域で高性能PLAを取得するために、高次ガイドモードも適用できると結論付けることができます[61]。

上記の完全な吸収をより深く定性的に理解するために、法線入射のパワーフローストリームとパワー損失密度の3D分布 y -さまざまな共振周波数（ f ）の偏光 ₁ =402.5 THz、 f ₂ =429.5 THz、および f ₃ =471.5 THz）も、図4a–cに示すように調査されています。第一に、入力光パワーフローは元々、共鳴時にナノ構造から遠く離れた空間内の平行な流れです。入射光の流れがPLAに近づくと、それらのほとんどはユニットセルを「横切って」流れ、その後シリコン層でカールし、最終的にシリコンと金の基板の界面に集中します。この場合、ナノ構造のパワーフラワーストリームの空間形式は、さまざまな吸収周波数でさまざまな特性を示します。ガイドモード励起によって引き起こされるパワーフローストリームプロファイルはナノ構造で発生し、固有の損失は通常バルク材料で発生します。可視領域でのシリコンと金の誘電損失の性質により、さまざまな高次のガイドモード励起によって引き起こされる光エネルギー損失は、主にシリコンクロスナノ構造と金基板に起因すると考えられます。

a の3次元（3D）分布 – c パワーフローストリームと d – f さまざまな共振周波数でのPLAの電力損失密度：（ a 、 d ） f ₁ =402.5 THz、（ b 、 e ） f ₂ =429.5 THz、および（ c 、 f ） f ₃ =471.5 THz

図4d–fは、 f の周波数でのユニットセルナノ構造における電力損失密度の3D分布を示しています。 ₁ =402.5 THz、 f ₂ =429.5 THz、および f ₃ =それぞれ471.5THz。電力損失密度は、主にシリコンクロスナノ構造と金基板の間の界面に分布していることが観察できます。明らかに、入射光の力は、設計されたPLAナノ構造に完全に閉じ込められています。ナノ構造のシリコンと金は両方とも可視領域の誘電損失材料であるため、光エネルギー散逸は設計されたPLAで発生します[48、49]。私たちの設計では、提案されたクロスタイプのナノ構造のギャップがガイドモード励起により多くの入射光を容易に捕捉するため、シリコンクロスは以前の正方形およびディスクよりも吸収性能を改善するのにはるかに有利です[47,48,49 ]。実際のところ、適切な幾何学的設計を備えた構造化シリコン自体は、可視領域のシリコン材料の損失の多い特徴に依存して、優れたPLAとして機能することができます[49]。さらに、シリコンクロスは反射防止層と見なすこともできます。これにより、金基板が共振時にほぼ完全な吸収材料になります。金の誘電率の実数部は負であるため、金は可視領域ではまだプラズモンです[53]。入射光は金基板によって強く反発され、SPR応答なしでは完全な吸収は不可能であることに注意する必要があります。

上記の分析に依存して、提案されたPLAのトリプルバンド完全吸収は、可視領域のシリコンおよび金基板の高次および誘電損失の性質を備えたガイドモードに起因すると結論付けることができます。一言で言えば、ガイドモードの共鳴とナノ構造の損失は、設計されたPLAを完全に吸収するための2つの重要な要素です。

次に、各ユニットセルの幾何学的パラメータが設計PLAの吸収特性に与える影響を、パラメトリックスタディによって体系的に調査しました。この作業で提案されたPLAに関しては、4つの幾何学的パラメータのみを考慮する必要があります。ワイヤ幅（ w ）、ワイヤの長さ（ l ）、高さ（ h ）シリコンクロスナノ構造の周期性（ p ）ユニットセルの。さまざまな幾何学的パラメーター（ w ）を使用して設計されたPLAの一連の吸光度スペクトル 、 h 、 l 、および p ）は図5a–dに示されています。一度に調整できるのは1つの幾何学的パラメーターのみであり、他のパラメーターは一定のままであることに注意してください。

提案されたPLAの異なる幾何学的パラメータへの完全吸収の依存性。 a – c 線幅（ w ）、高さ（ h ）、ワイヤの長さ（ l ）シリコンクロスナノ構造の、および d 周期性（ p ）ユニットセルの

図5a、bに基づいて、1つの幾何学的パラメーターを変更すると、共鳴ピークの吸光度を95％以上維持でき、他のパラメーターは一定のままであることがわかります。ただし、運用周波数は人民解放軍の幾何学的パラメータに敏感であることがわかっています。周期性（ p PLAの）が固定されている場合、吸収ピーク周波数は幾何学的サイズ（ w ）に反比例することがわかります。 、 h 、および l ）ユニットセルの、これは以前の研究[58、62]とよく一致しています。これは、ガイドモード共振の実効屈折率が w の増加とともに増加するためです。 、 h 、および l 。 w のサイズが異なるPLAの吸光度特性 図5aに示されています。 w を変更すると 85nmから105nmまで5nm刻みで、吸収スペクトルの明確な赤方偏移をはっきりと観察できます。線幅が広いPLAの場合（ w > 100 nm）のシリコンクロスでは、1番目と2番目の吸収ピークの吸光度はわずかに減少しますが、3番目の吸収ピークはほぼ維持できます。この種の応答は、主に、ナノ構造によって引き起こされる結合と閉じ込めの効果が弱くなることに起因します。さらに、2番目と3番目の共振ピークと比較して、最初のピークは線幅の変化にはるかに敏感であることがわかります w 、顕著な赤方偏移現象を引き起こします。 h のサイズが異なるPLAの吸光度特性 図5bに示されています。高さ h のとき 5nmの間隔で80nmから100nmに増加し、吸収スペクトルの変動は、線幅 w を変更した場合と同様です。 、および吸収ピーク周波数もわずかな赤方偏移を示します。 h の増加に伴い 、最初の共鳴ピークの吸光度は徐々に増加し、2番目の共鳴ピークはわずかに減少し、3番目の共鳴ピークはほぼ一定に維持できることがわかります。図5cに示すように、ワイヤ長 l の場合、吸収ピークはより低い周波数にシフトすることがわかります。 340nmから360nmに5nmずつ増加します。ワイヤーの長さが長くなるにつれて l 、最初の吸収ピークの吸光度はわずかに減少しますが、他の共鳴ピークは一定のままです。図5dに示すように、周期性 p の場合、吸収ピークの「青方偏移」で説明できる完全に逆の変動傾向が見られます。 10nmの間隔で390nmから430nmに増加します。周期性の増加に伴い p 、最初の共鳴ピークの吸光度はわずかに増加しますが、他の吸収ピークはほとんど変化しません。要約すると、図5に示す結果は、これらの吸収ピークが図3に示されている定在波の特性に関連していることを確認し、提案されたPLAの動作周波数と効率が相対的な幾何学的形状によって直接調整できることを示しています。ワイヤ幅（ w ）を含むパラメータ ）、高さ（ h ）、ワイヤの長さ（ l ）、および周期性（ p 。

上記の設計されたトリプルバンドPLAの結果と考察によると、RIセンシングアプリケーションの有望な候補として期待できます。センシングアプリケーション用に設計されたトリプルバンドPLAの実用性を明らかにするために、周囲の分析物のRI値の関数としての吸光度スペクトルの挙動をさらに検証しました。図6aに示すように、周囲の分析物は、提案されたPLAのシリコンクロスナノ構造のギャップに充填されています。私たちのPLAは、3倍の狭い帯域幅と共振周波数付近での完全な吸収を備えているため、優れたセンシング性能を発揮することが期待できます。周囲の分析物のRI値の変化に対する吸光度スペクトルの依存性を図6bに示しました。周囲の分析物のRI値が n から変化すると、吸光度が95％を超えて維持される可能性があることに注意してください。 =1.0から n =1.4、0.1刻みで、3つの共鳴ピークの周波数シフトは非常に目立ちます。これは、周囲の分析対象物のRI値の増加に伴う明らかな赤方偏移の観点から説明できます。周波数ポイント1の変動（ f ₁ ）、2（ f ₂ ）、および3（ f ₃ ）平均でそれぞれ約2.53 THz、4.13 THz、3.19THzであることがわかります。実際、PLAのセンシング機能は、バルクRI感度（S）の定義によって説明されることが広く受け入れられています： S =Δ f /Δ n 、ここで、Δ f およびΔ n はそれぞれ共振周波数とRI値の変化です[63]。上記の定義によれば、図6cに示すように、平均 S 3つの周波数ポイントの値（ f ₁ 、 f ₂ 、および f ₃ ）は、それぞれ約25.3、41.3、および31.9 THz / RIUであると評価されます。優れたセンシング特性により、トリプルバンドPLAの設計は、センサー関連の分野で有望であると考えられます。

a RIセンシングアプリケーション用のPLAの概略図。 b n から周囲の分析物のRI値を変化させることによるPLAのシミュレートされた吸光度スペクトル =1.0から n =0.1刻みで1.4。 c 周囲の分析物のRI値の関数としての線形フィット（実線）およびシミュレートされた共振周波数（白抜きの記号）

結論

結論として、ハイブリッドメタサーフェスに基づくトリプルバンドPLAの単純な設計が提案され、この作業で数値的に調査されました。これは、RIセンシングに適用可能であると考えられます。ハイブリッドメタ表面に基づく提案されたPLAは、金基板上に堆積されたシリコンクロスナノ構造の周期的配列のみで構成されるように設計されています。数値結果は、設計されたPLAが402.5 THz、429.5 THz、および471.5 THzでそれぞれ98.1％、98.7％、および99.6％の比較的高い吸光度を示すことができることを示しています。設計されたPLAの物理的な画像は、3つの異なる共振周波数での電界と磁界の空間分布を分析することによって調査されました。 EMエネルギーは、シリコンクロスナノ構造と金基板の間の損失のある界面のさまざまな高次誘導モードから発生する定在波を介して散逸し、トリプルバンドの完全な吸収につながる可能性があることがわかりました。さらに、パワーフローストリームと損失密度の空間分布は、可視領域でのシリコンと金の誘電損失の特徴も、PLAの完全な吸収にとって重要であることを示しています。さらに、私たちが設計したPLAナノ構造の共鳴吸収特性は、ユニットセルの幾何学的パラメーターを調整することにより、可視領域で適切に調整されていることも確認されています。さらに、共鳴ピークの周波数は、提案されたPLAに充填された周囲の分析物のRI変動に非常に敏感であることが実証されています。平均バルクRI感度 S PLAの値は、それぞれ約25.3、41.3、および31.9 THz / RIUです。提案されたPPAは、深掘り反応性イオンエッチング（DRIE）または高度な電子ビームリソグラフィー（EBL）技術によって簡単に製造でき、CMOSプロセスと費用効果の高い方法で互換性があります[44、49]。したがって、PLAのこの設計は、可視領域でのマルチスペクトルRIセンシングアプリケーション、特に生体分子、ガス検出、医療診断、および空間バイオセンシングの新しい道を開くことができます。 It also has potential in applications of substrates for multiplex sensing activities of differentiation and proliferation of neural stem cells.

データと資料の可用性

The datasets generated and/or analyzed during the current study are available from the corresponding author on reasonable request.

略語

PLA:

Perfect Light Absorber

RI：

屈折率

RIU:

Refractive index unit

2D：

二次元

MDM:

Metal-dielectric-metal

SPRs:

Surface plasmon resonances

EM：

Electromagnetic

CMOS：

相補型金属酸化膜半導体

FEM：

有限要素法

FWHM：

半値全幅

DRIE:

Deep reactive ion etching

EBL：

電子ビームリソグラフィー