单个贵金属纳米粒子的吸收光谱仿真问题


#1

老师您好,我现在在仿真单个的银纳米球的吸收光谱,仿真结果光谱的形状没有问题,但是吸收峰的位置和文献中的结果差了50nm左右。我使用的网格精度是1nm,我知道网格精度会有影响,但是我感觉1nm的网格精度应该是足够了,而且应该不会有这么大的频移和影响,想麻烦问一下什么其他原因会影响吸收峰的位置呢?


#2

波长范围是什么?
如果网格精度足够,那首先要考虑材料模型。
其次还有PML和仿真的时间(不能一直尺寸到100%结束)。
其它问题参见


#3

孙老师您好,我试验了一下,改变仿真时间和网格精度就会影响吸收光谱的仿真结果。但是还是不能找到一个合适的仿真时间和网格精度得到和文献中一样的结果。所以现在想问一下:

  1. 如何设置合适的仿真时间和网格精度,或者说仿真时间和网格精度的设置和什么有关,会受到哪些约束呢?
  2. 二维仿真和三维仿真有什么区别呢?什么时候用2D仿真什么时候用3D仿真啊?
  3. 我把我的仿真文件上传了,麻烦老师帮忙看一下,还有没有其他的地方有问题。现在就是得到的谱线形状是对的,但是当网格精度1nm时,吸收峰位置在360nm左右,和文献中结果比较,有50nm左右的蓝移。改变网格精度,变为5nm后,可以出现正确的410nm左右的吸收峰,但是360nm左右错误的吸收峰仍然存在,不知道为什么。
    谢谢老师!Example_Nano sphere Absorption Spetrum_20170508_FDTD_backup.fsp (444.9 KB)

#4

首先,材料拟合不够好:


修改后比较合理

A1:仿真时间和网格精度决定仿真精度,一般建议给与足够的仿真时间,参见

此时,仿真结果京都仍然受各种设置的影响,参见
https://kb.lumerical.com/en/layout_analysis_test_convergence_fdtd.html
不过这些可能都不是最关键的,可以通过学习逐步掌握。

A2:这个你需要认真考虑,二维相当于是一个无限长的圆柱,而三维才是球体。

A3:你的结果很正常,因为银材料需要很小的网格,我相信文献也是用更细的网格,参见
https://kb.lumerical.com/en/index.html?materials_simulations_with_silver.html
零点三纳米也不见得就是很精确,你需要做此类测试,为了保证PML能够在细网格时能够有足够的吸收,可以加大仿真区,同时注意注意增加层数,使得PML厚度几乎保持不变。

既然长波长你不感兴趣,建议减小最大波长。Example_Nano sphere Absorption Spetrum_20170508_FDTD_backup.fsp (274.8 KB)