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石墨烯覆盖的三明治纳米结构用于增强光吸收

DOI：10.1016/j.optmat.2019.109316 期刊：Optical Materials 出版年份：2019 更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要： 目前，石墨烯与金属纳米结构的结合正被探索用于实现强光-物质相互作用。本研究通过简单地在倾斜角沉积法制备的三明治纳米结构（银纳米颗粒-二氧化硅薄膜-银纳米颗粒）上单层涂覆石墨烯，实验研究了该复合纳米结构的光学特性。结果表明，石墨烯覆盖层可增强可见光范围内的光吸收。模拟结果显示，石墨烯与纳米颗粒等离激元之间的相互作用通过石墨烯的强局域电场提升了光吸收。此外，通过改变纳米颗粒尺寸和二氧化硅薄膜厚度调节等离激元共振，可以调控光-石墨烯相互作用。该制备工艺的简易性及等离激元共振的可调性，使得石墨烯包覆纳米结构在多个领域的应用前景广阔。
作者： Yu Qu，Hamad Ullah，Abuduwaili Abudukelimu，Tudahong Aba，Yu Bai，Fangfang Cui，Hua Xu，Zhongyue Zhang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过倾斜角沉积法制备三明治纳米结构（银纳米颗粒-二氧化硅薄膜-银纳米颗粒），并在其上涂覆单层石墨烯，研究该复合纳米结构增强的光吸收特性。

研究成果

研究表明，在三明治纳米结构上覆盖单层石墨烯，通过石墨烯与纳米颗粒等离子体之间的相互作用，可增强可见光范围内的光吸收。通过调节纳米颗粒尺寸和二氧化硅薄膜厚度，这种增强效应可调可控。这为制备具有广泛应用前景的等离子体结构提供了一种简单且可扩展的方法。

研究不足

该研究的局限性在于制造技术精确控制银纳米粒子尺寸和分布的能力。光吸收增强因子取决于纳米粒子尺寸和二氧化硅薄膜厚度，这可能限制等离子体共振的可调谐性。

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