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oe1(光电查) - 科学论文

15 条数据
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  • 铝纳米颗粒包覆氧化锌中电子与激光激发增强激子发射的关联研究

    摘要： 近期研究发现，金属纳米粒子表面涂层能显著增强氧化锌的紫外发光强度，为降低光学损耗、提升LED性能提供了可行方案。虽然学界普遍认为金属纳米粒子中受激共振的局域表面等离子体（LSPs）可直接与半导体激子耦合从而提高其自发辐射速率，但该现象的具体作用机制尚未完全阐明。本研究采用关联光致发光、深度分辨阴极荧光及时间分辨光致发光光谱技术，探究了覆盖2纳米铝纳米粒子层的块体与纳米结构氧化锌中的LSP-激子耦合效应。通过10K至250K温区分辨的阴极荧光与光致发光测量发现：80K时自由激子（FX）发射增强因子高达12倍，并揭示FX相比局域化施主束缚激子与LSPs具有更高效的耦合效率。观测到LSPs与FX间存在显著的偏振依赖性——当FX跃迁方向与入射激发电场方向一致时（激光与电子束光源情况不同），FX会获得更强增强。该结果表明：通过选择合适的氧化锌衬底取向，可实现铝纳米粒子包覆氧化锌中激子发射峰的选择性增强。

    关键词： 局域表面等离子体、金属纳米粒子、氧化锌、激子耦合、发光

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 纳米等离子体学 || 等离子体纳米天线阵列设计

    摘要： 近年来，无线光通信系统正朝着芯片级方向发展。光学通信系统中的光学纳米天线阵列是辐射和接收光的关键组件。本章提出了一种工作在标准光通信波长1550纳米的高增益亚波长等离子体纳米天线。该设计的等离子体天线与硅波导在宽带范围内具有良好的匹配性，光通过硅波导从纳米天线的底部馈入。此外，我们设计了两种采用该等离子体纳米天线的天线阵列，包括一维和二维阵列（1×8和8×8）。研究了这些天线阵列的辐射特性，两种阵列均具有高增益和宽波束扫描范围且无栅瓣现象。

    关键词： 局域表面等离子体、辐射特性、集成光子器件、等离子体纳米天线、集成光学天线阵列

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 2016年欧洲显微镜学大会论文集 || 利用电子能量损失谱表征局域表面等离子体

    摘要： 局域表面等离子体共振（LSPRs）是金属纳米颗粒表面导带电子的相干集体振荡现象。该效应能将近场光限制在亚衍射极限尺度，在颗粒表面产生强电场，从而显著增强光与物质的相互作用，广泛应用于表面增强拉曼光谱（SERS）、光热癌症治疗和太阳能收集等领域。虽然现有近场/远场光学方法可探测LSPRs，但其空间分辨率仅达数十纳米量级。相比之下，扫描透射电子显微镜（STEM）中的电子能量损失谱（EELS）兼具亚纳米分辨能力与激发光学可及/不可及等离子体模式的功能，已成为领先技术（图1）。本报告将简要介绍STEM/EELS技术，并展示其在LSPRs表征中的优势。除传统LSPR成像应用外，我们最新研究表明STEM/EELS还能实现纳米尺度LSP-半导体能量转移的空间映射。作为探索纳米世界的窗口，STEM/EELS技术前景广阔，必将推动分子科学、光学、材料、信息和能源等领域的持续进步。

    关键词： 局域表面等离子体、热电子、扫描透射电子显微镜、能量转移、电子能量损失谱

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 三(8-羟基喹啉)铝与等离子体铝纳米结构的发射增强尺寸依赖性

    摘要： 在将等离子体金属纳米结构与发光材料结合制备光电器件时，必须明确要利用哪种局域表面等离子体（LSP）发射增强机制。本文报道了采用三种尺寸的铝纳米三角形（Al NTs）对三(8-羟基喹啉)铝（Alq3）发光进行光致发光（PL）增强的尺寸依赖性和时间分辨动力学研究，以阐明其增强机制。通过纳米球光刻技术制备铝纳米结构，使用不同直径的二维排列聚苯乙烯（PSt）微球作为掩模模板获得Al NTs。随着Al NT尺寸增大，吸收峰红移，因此归因于LSP共振。对比有无Al NTs的Alq3 PL，不同尺寸Al NTs样品均观察到2-3倍PL增强。仅在使用Ps500的Alq3/Al NTs体系中观察到PL寿命显著缩短，表明Al NTs的LSP与发光发生有效耦合，这也得到PL峰与LSP吸收重叠的佐证。相反，在使用Ps200的Alq3/Al NTs体系中，LSP与Alq3吸收过程的耦合主导了PL发射增强，这从PL衰减曲线与裸Alq3相似性及激发能与LSP共振匹配得以证实。这些发现使我们能通过时间分辨PL测量中寿命增强现象的存在与否来区分LSP耦合过程（吸收或发射），为设计含金属纳米结构的光电器件提供指导。

    关键词： 铝纳米结构、等离子体效应、时间分辨测量、光致发光、局域表面等离子体

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 利用近场扫描光学显微镜对赝微型蓝光LED中表面等离子体耦合光致发光增强的纳米尺度表征

    摘要： 在p-GaN覆盖层上制备了具有极大高宽比的微腔阵列，随后进行了银纳米颗粒的制备。通过扫描近场光学显微镜精确表征了双波长InGaN/GaN多量子阱与局域表面等离子体共振之间的耦合距离（纳米级尺度）。研究了耦合距离和激发功率对光致发光增强效应的影响。测得穿透深度随激发密度变化在39-55纳米范围内。在低激发功率密度下，当耦合距离优化为25纳米时实现了103倍的最大增强效果。时间分辨光致发光表明，引入银纳米颗粒等离子体共振使复合寿命从5.86纳秒缩短至1.47纳秒。

    关键词： 近场扫描光学显微镜、微型发光二极管、局域表面等离子体

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 超低功耗电激活芯片实验室等离激元镊子

    摘要： 我们提出了一种无需外部光源的超低功耗等离激元镊子。该装置由基于石墨烯的等离激元单元一维阵列构成，这些单元由底层(Al, In)As/(Ga, In)As/(Al, In)As/(Ga, In)As/(Al, In)As量子级联异质结构(QCHs)阵列中的光学跃迁驱动，并采用串联电偏置方式。每个形成于纳米柱中的QCH单元可作为内置光源，用于激发上方圆形石墨烯纳米盘表面局域表面等离激元(LSPs)。每个光源内子带间跃迁产生的受激辐射通过顶部(Al, In)As包覆层衰减，并与上方石墨烯纳米盘相互作用，诱导形成等离激元镊子所需的LSPs。数值模拟表明，在145-170 mV施加电压下，直径16-30 nm、化学势0.5-0.7 eV的石墨烯纳米盘镊子可捕获直径9 nm及以上的聚苯乙烯纳米颗粒，对纳米颗粒直径和折射率变化表现出良好灵敏度。这些芯片实验室级等离激元镊子凭借其微小尺寸和超低功耗特性，无需昂贵外部光源即可实现纳米颗粒传感与捕获，为开发紧凑型片上等离激元镊子开辟了新途径。

    关键词： 等离子体镊子、局域表面等离子体、石墨烯、芯片实验室、量子级联异质结构

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 用于纳米化学与传感的等离子体超材料

    摘要： 等离子体纳米结构最初是为传感和纳米光子学应用而开发的，但最近在化学、光电子学和非线性光学领域展现出巨大潜力。虽然支持表面等离子体极化激元的平滑等离子体薄膜和具有局域表面等离子体共振的独立纳米结构易于制备和使用，但光学天线和超材料中纳米结构的组装体在模式结构工程（从而在特定光谱范围内实现光学共振）、场增强以及控制电子和光子相互作用所需的局域光学态密度方面提供了许多额外优势。本文聚焦等离子体超材料的众多应用中的两项，我们综述了基于光学和电学探测的等离子体纳米棒组装体超材料在传感和纳米化学应用方面的研究工作。

    关键词： 场增强、传感、局域表面等离子体、光学天线、纳米化学、光学共振、电子探测、表面等离极化激元、超材料、等离子体纳米结构

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 增益辅助有源赝等离子体法诺共振用于葡萄糖水溶液的高分辨率传感

    摘要： 法诺共振因其表面增强现象、传感及非线性光学等领域的应用前景而备受关注。然而，实现高Q因子与高强度的法诺共振具有挑战性。不同于传统等离子体法诺共振的主动开关/调控，本研究首次提出增益辅助的主动仿生等离子体法诺共振方案——通过将亚波长放大器芯片集成至由双层波纹金属环构成的无源等离子体结构中，显著提升了Q因子与共振强度。实验表明：该法诺共振的Q因子从49提升至2802，共振强度从19.89 dB增至37.42 dB。该高性能主动等离子体结构使检测限达到10 mg dL?1，成功实现了葡萄糖水溶液微小变化的精准检测。

    关键词： 活性等离子体法诺共振、局域表面等离子体、超材料

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 基于局域表面等离激元与传播表面等离激元强耦合的双波长纳米激光器

    摘要： 我们在理论上展示了一种等离子体耦合腔结构，可实现高强度、低阈值的纳米激光器。该等离子体腔由金膜基底和金盘阵列构成，能支持两种强耦合共振模式（即表面等离极化激元SPP和局域表面等离激元LSP）。与采用LSP共振结构的纳米激光器相比，LSP-SPP耦合激光器的散射截面提高了80倍。通过选择合适的增益介质，可利用不同等离子体共振模式激发该耦合腔纳米激光器产生不同波长。此外，采用这种耦合结构还能开发出紧凑型可调谐双波长激光器。

    关键词： 局域表面等离子体、纳米激光器、表面等离极化激元、双波长激光器、等离子体耦合腔

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 电激发等离子体天线实现可调谐光发射

    摘要： 由稳定隧道结激发的光发射因其在光电器件集成中的潜在应用而备受关注。然而这些电驱动光源无法提供高强度电致发光。我们在此报道了一种输出功率提高两个数量级（1.4纳瓦）的光源。通过精心设计的光学天线，可将电迁移过程精确定位在结构中心。得益于亚纳米级隧道间隙，局域光学态密度大幅提升，从而产生高自发发射速率。结合天线共振与电压偏置，局域表面等离子体能量可在1.38电子伏特至1.9电子伏特范围内调控，为弥合等离子体器件与集成电路之间的鸿沟提供了途径。

    关键词： 电迁移、电激励、等离子体天线、非弹性电子隧穿、局域表面等离子体

    更新于2025-09-12 10:27:22