研究目的
通过控制VO2纳米盘从金属态到半导体态的相变,研究非对称金-VO2纳米盘二聚体的可切换定向散射特性。
研究成果
研究表明,非对称金-二氧化钒纳米盘二聚体可通过二氧化钒纳米盘的相变实现可切换的定向散射。当二氧化钒纳米盘处于金属态时,可获得方向性约40分贝的高定向散射;而当其转变为半导体态时,该特性即可关闭。这一发现有望应用于紧凑型热光传感器、定向表面等离子体共振生物传感及集成纳米光子系统。
研究不足
该研究的局限性在于仿真模型的准确性以及对材料特性和相互作用所做的假设。未涉及所提出结构的实际制造和实验验证。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用商业软件Lumerical数值解决方案中的时域有限差分(FDTD)全波模拟方法,研究非对称二聚体的散射特性。
2:样本选择与数据来源:
该非对称二聚体由具有特定几何参数的金(Au)和二氧化钒(VO2)纳米盘组成,在平面波激励下置于真空环境中。
3:实验设备与材料清单:
金的介电常数通过经验拟合Johnson和Christy的数据获得,二氧化钒在金属态和半导体态的光学常数取自文献[43]。
4:实验步骤与操作流程:
结构在沿正z轴传播方向、y轴偏振方向的平面波激励下进行测试,采用完美匹配层(PML)边界条件模拟无限大自由空间中的结构。
5:数据分析方法:
通过散射光谱和远场散射图样分析散射特性,利用相反方向散射强度的分贝对比量化方向性。
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