- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
集体等离子体共振增强发射的超分辨率成像
摘要： 等离子体粒子阵列因其集体行为而具有卓越的光学特性，能够产生线宽极窄的共振峰，并在周围介质中激发出远距离增强的电场。这类共振可用于强光-物质耦合、传感、激光发射、光捕获、非线性纳米光子学及固态照明等领域。然而，由于等离子体粒子阵列的晶格常数与其共振波长相当，采用衍射极限方法无法解析点偶极子与等离子体粒子阵列间的相互作用。本研究利用随机超分辨显微技术，以约20纳米的面内分辨率绘制了单个荧光分子与等离子体粒子阵列耦合时的增强发射图谱。我们发现扩展晶格共振对发射体的自发衰减率影响甚微，但可有效增强发射光的耦合输出效率与方向性。该成果可为未来基于等离子体粒子阵列的光学器件设计提供理论指导。
关键词： 光与物质相互作用、纳米光子学、单分子定位、集体共振、等离子体激元学、超分辨率显微镜
更新于2025-11-25 10:30:42
-
PbS量子点敏化太阳能电池的表面等离子体共振增强效应
摘要： 采用二氧化钛（TiO?）和二氧化钛-金等离子体纳米复合薄膜，通过连续离子层吸附与反应（SILAR）法制备了硫化铅（PbS）敏化量子点太阳能电池（QDSC）。用于制备纳米复合薄膜的金纳米颗粒（GNPs）平均尺寸约为15纳米。厚度为10微米的薄层等离子体QDSC与不含GNPs的器件相比，光电流提升了约11%，整体能量转换效率提高了约6%。QDSCs性能的提升归因于掺入GNPs所产生的等离子体近场效应增强了光吸收。采用16微米双层TiO?的高效PbS/CdS共敏化厚电池也显示出光电流和效率的改善。结果表明，等离子体增强的吸收作用可以像染料敏化太阳能电池那样有效提升QDSC器件的效率。
关键词： 金纳米粒子、量子点敏化太阳能电池、等离子体激元学、光伏技术
更新于2025-10-22 19:40:53
-
胆甾相液晶薄膜中角依赖的自发发射
摘要： 由于选择性反射带的存在，胆甾相液晶（CLCs）会显著改变荧光客体分子的发射特性。虽然沿螺旋轴方向的发射已得到充分理解，但迄今为止，与胆甾螺旋呈斜角方向的发射特性尚未得到详细研究。我们系统研究了染料掺杂胆甾薄膜的角向自发发射特性，包括对发射光进行完整的斯托克斯分析。通过改变胆甾螺距，我们得以在宽角度范围内探究光子能带结构对自发发射的影响。研究发现发射光具有显著的角向强度和偏振变化，并通过实验证明了零阶反射带的分裂现象及其在大检测角度下与第二阶反射带的重叠。
关键词： 混合材料、光学、胆甾相液晶、斯托克斯分析、角度依赖性、等离子体激元学、自发辐射、磁性
更新于2025-09-23 15:23:52
-
基于铁电HfO?的混合超表面增强二次谐波产生
摘要： 能产生高效光学二次谐波（SHG）的集成非线性超表面，在光学传感、成像及量子光子系统中极具应用价值。与传统纯金属超表面相比，其混合结构（将非中心对称非线性光子材料嵌入超表面近场区域）可显著提升SHG效率。然而受材料兼容性、厚度缩放难题及非线性光学材料窄带隙限制，这类器件难以实现片上集成。本研究通过采用铁电性Y:HfO?纳米薄膜，在片上集成超表面中实现了SHG强度的大幅增强——该材料具有CMOS工艺兼容性、250nm紫外波段透明特性，且在硅基底沉积时可缩放至10nm以下厚度。实验观测到混合超表面的SHG强度较纯铁电HfO?薄膜提升二十倍，较非铁电HfO?对照结构提升三倍，证实铁电Y:HfO?对SHG信号的关键贡献。测定Y:HfO?的有效二阶非线性光学系数χ(2)为6.0±0.5 pm/V，与其它复杂非线性光子氧化物材料相当。本研究为利用铁电HfO?薄膜构建高效片上纳米光子非线性光源提供了通用技术路径。
关键词： 二次谐波产生（SHG）、非线性光子学、超表面、等离子体激元学、铁电氧化铪钇（Y:HfO?）
更新于2025-09-23 15:23:52
-
利用表面等离子体增强商用红外探测器的性能
摘要： 研究了通过应用表面等离子体来提高量子型（光子）红外探测器响应的可行性。以碲镉汞材料体系作为目标探测器平台，采用选定的等离子体结构与材料，并通过全场电磁模拟研究其影响。结果表明，即使对于厚度达数微米、与商用器件类似的探测器结构，也能实现30-40%的宽带吸收增强。该研究显示，通过相对简单的方法可为商用红外探测器创建改进或新型的像素级功能。此外，具有多色能力的高性能红外成像系统在成本降低方面也展现出巨大潜力。
关键词： 等离子体激元学、有限元法、计算模拟、红外探测器
更新于2025-09-23 15:23:52
-
[IEEE 2019 SBFoton国际光学与光子学会议（SBFoton IOPC）- 巴西圣保罗（2019.10.7-2019.10.9）] 2019年SBFoton国际光学与光子学会议（SBFoton IOPC）- 基于格林函数研究石墨烯表面阻抗上方纳米偶极子阵列的光谱分析
摘要： 本文采用周期格林函数（PGF）方法，对石墨烯层上方纳米偶极子阵列进行了光谱分析。沉积在介电基底上的石墨烯层被建模为具有库博模型描述电导率的表面阻抗。通过复二维傅里叶级数变换获得格林函数，并考虑介电介质界面处的阻抗条件。我们对化学势对光谱域内吸收率和电磁场的影响进行了参数化分析。所采用的建模方法也验证了石墨烯的色散特性。通过光谱分析，我们研究了表面等离子体极化激元（SPP）极点在光谱表示中的出现。最后，我们将基于阻抗条件的模型与考虑有限厚度石墨烯的公式进行了比较。
关键词： 光谱分析、等离子体激元学、格林函数、石墨烯
更新于2025-09-23 15:21:01
-
作为二次谐波发生等离子体超结构的谢尔宾斯基分形
摘要： 通过电子束光刻技术制备了由金纳米棱镜构成的金属谢尔宾斯基分形超结构，该结构兼具表面增强拉曼光谱与二次谐波生成的双重兼容性。研究团队系统考察了从第一代至第八代的系列谢尔宾斯基图案?？杉獠ǘ尉钟虮砻娴壤胱犹迥５牟从诠钩尚欢鏊够负喂剐偷亩懒⑷切蔚ピ帕蟹绞?，该特性首次在平台经对硝基苯硫酚功能化后应用于表面增强拉曼检测。由于谢尔宾斯基图案中各纳米棱镜的非中心对称排布，研究采用二次谐波显微镜测量评估了二阶非线性光学活性及其与超结构表面电磁场增强空间分布的关联。表面修饰含吸电子基团分子可进一步强化二次谐波信号。
关键词： 超材料、等离子体激元学、分形等离子体激元学、表面增强拉曼散射、二次谐波产生
更新于2025-09-23 15:21:01
-
等离子体超表面中的灰度级图像编码
摘要： 等离子体超表面已广泛应用于利用纳米结构进行图像和色彩呈现。通过设计纳米结构的尺寸或形状，可以控制共振波长来操纵透射或反射电磁波的相位或振幅，从而产生多种颜色并用于色彩和/或图像生成。我们提出了一种新方法（非彩色印刷），可生成具有多级灰度的图像并将其隐藏于特定波长的光照下。本工作在玻璃基底上制备了几何构型相同的纳米棒阵列等离子体结构，但这些纳米棒由铝钛二元合金构成——因此通过材料组分编码了灰度图像信息。当沿纳米棒长轴方向偏振的白光照射时，纳米棒的响应具有基本相同的共振频率但透射强度各异?；诖?，采用四种不同组分的纳米棒实现了四级灰度成像。由于纳米棒对入射光的偏振态和光谱成分敏感，在非偏振白光照射下图像会消失。因此该技术在图像加密领域极具前景。我们还证明该方法对共振波长处光的调控是通过振幅而非相位实现的。
关键词： 图像编码、等离子体激元学、超表面
更新于2025-09-23 15:21:01
-
非局域效应对非球形等离子体半导体纳米颗粒光学性质的影响
摘要： 贵金属因其高自由电子密度常被用作等离子体材料，但半导体材料也因可通过掺杂调节电子密度而日益受到关注。金属氮化物凭借低吸收损耗和高电子密度，有望成为贵金属的替代品。其中，氮化钛（TiN）和氮化锆（ZrN）因其光学特性主要由等离子体频率附近的传导电子主导，成为最合适的替代等离子体材料。目前发展的火焰喷雾热解工艺可制备此类纳米颗粒。本文基于离散源方法扩展模型，分析了量子非局域效应的流体动力学德鲁德模型对半导体纳米颗粒光学特性的影响，研究了球形颗粒形变条件下非局域效应（NLE）对光学性质的贡献。结果表明：考虑NLE会导致类似贵金属的等离子体共振蓝移与阻尼现象；较小颗粒受NLE影响更显著；同时探究了偏振对三维非球形半导体颗粒局域与非局域响应的影响。通过引入非局域效应的模拟显示，非球形ZrN颗粒的消光强度超过金颗粒。
关键词： 离散源法、非局域效应、流体动力学德鲁德模型、非球形半导体纳米粒子、等离子体激元学、光散射
更新于2025-09-23 15:21:01
-
瑞利-伍德异常与表面等离激元在纳米光栅光学增强中的作用
摘要： 我们提出并报道了一种基于GaAs衬底的一维金属-介质纳米光栅的设计方案。通过数值模拟研究了光栅周期、狭缝与线宽以及入射辐照角度对光学响应的影响。最优线宽w=160 nm的选取基于先前关于线宽与纳米狭缝尺寸对金属-半导体-金属光电探测器中光学和电学增强效应影响的研究成果。在本项目中，通过改变线宽与纳米狭缝宽度观测到共振吸收与反射模式，借此研究瑞利-伍德异常和表面等离激元极化子产生的独特光学模式。我们观察到这些异常现象引发的光学响应呈现陡变与缓变特征，该特性在光传感和光电探测器等应用领域可能具有重要价值。此外研究发现，相较于改变线宽，调节狭缝宽度能在光谱中产生更尖锐、更强烈的异常响应。
关键词： 瑞利-伍德异常、光感测、纳米光学、等离子体激元学
更新于2025-09-23 15:21:01