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oe1(光电查) - 科学论文

59 条数据
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  • 嵌入介电基质中的金属纳米颗粒用于等离激元太阳能电池的广角抗反射

    摘要： 太阳能电池中的光子密度通常通过定制的抗反射涂层（ARCs）进行优化。我们开发了一个分析模型来描述基于金属混合纳米粒子（NPs）的ARC，其中金属NPs嵌入在硅衬底上的标准ARC中。采用点偶极子方法计算NPs的漫反射率，同时使用传输矩阵法计算前表面的镜面反射率。我们发现，在SiN ARC中嵌入金属NPs可以增强其在非垂直入射角（AOI）下的抗反射性能。计算了不同AOI下NPs在衬底中辐射的电场分布模式，这些模式支持抗反射性能的提升。计算了ARCs的加权太阳光透射功率，结果表明：对于超过74°的AOI，嵌入在SiN（厚度=70 nm）中的Ag-NPs（半径=35 nm）比纯SiN表现更好；而对于超过78°的AOI，嵌入在SiN（厚度=70 nm）中的Al-NPs（半径=35 nm）表现更优。

    关键词： 太阳能电池、等离子体激元、金属纳米粒子、硅、传输矩阵法、减反射涂层

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于自相似寄生元件的准三维完美吸波器——一种用于近红外应用的可调谐光学传感器

    摘要： 我们设计了一种基于寄生元件的新型准三维（3D）自相似等离子体完美吸收器，可作为近红外应用的折射率传感器。为实现可调谐特性，我们采用液晶介质构建可调结构，从而控制吸收参数与谐振频率。该自相似结构能在800-1600纳米波段实现多频带吸收，最高吸收率达99.8%?；∧Ｐ臀ナ值ピ?，每个象限通过L形元件填充形成金字塔状锥形结构——元件按大小递减排列，具有不同高度与长度，构成阶梯金字塔形态。该结构可提供四频带吸收器，作为折射率传感器时其品质因数（FOM）显著优于平面结构。最终结构的FOM最大值达24,560 RIU?1，灵敏度（S）最高值为660 nm RIU?1。

    关键词： 等离子体激元、液晶、吸收器、近红外

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 耦合半导体与金属纳米粒子薄膜的宽带增强及谐波上转换

    摘要： 研究表明，通过金属纳米粒子与等离子体半导体纳米粒子之间的耦合，可增强杂化纳米粒子薄膜的非线性光学性能。由硫化铜（CuS）和金（Au）纳米粒子薄膜构成、中间隔有绝缘配体薄层的异质结构，其二次谐波光产率较单独组分纳米粒子的总和提升了3.3倍。该异质结构采用可扩展的溶液加工技术制备，能制造任意几何形状的器件。除谐波产生外，研究还探究了金、硫化铜及异质结构薄膜的多光子光致发光响应。

    关键词： 等离子体激元、异质结构、硫化铜纳米粒子、二次谐波产生、金纳米粒子、多光子光致发光、非线性光学材料

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 等离子体激元产生的热载流子：它们在哪里产生，又从那里去了哪里？

    摘要： 我们建立了一个物理上透明的统一理论，全面涵盖了金属中光致和等离激元诱导热载流子产生的所有相关机制。通过该理论获得了估算载流子产生速率、位置、能量及运动方向的解析表达式。在所研究的四种机制（带间吸收、声子和缺陷辅助吸收、电子-电子散射辅助吸收以及表面碰撞辅助吸收/朗道阻尼）中，最后一种机制产生的热载流子对光电探测和光催化等实际应用最具价值。

    关键词： 等离子体激元、朗道阻尼、光探测、热载流子、吸收机制、光催化

    更新于2025-09-23 09:37:32

  • 通过等离子体耀斑光发射追踪晶格中闪烁的纳米级无序现象

    摘要： 已知金属纳米粒子表面的动态重构会显著影响其催化、电子传输和化学键合功能。本研究首次证明可通过纯光学手段检测纳米粒子中非平衡态的原子尺度晶格缺陷。这些涨落态决定了分子电子学的界面电子传输特性，但由于此类重排属于低能过程，利用X射线、电子束或隧道显微镜在单纳米结构上测量其快速动力学过程具有侵入性和破坏性。我们利用5纳米以下的纳米光学技术，揭示了镜面上金纳米粒子晶面缺陷形态在毫秒时间尺度上的快速演变。除动态结构信息外，该研究还引出了关于纳米尺度探测金属体等离子体频率定义的基本问题。

    关键词： 纳米粒子、等离子体激元、光学检测、金、缺陷

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 紫外至近红外氮化钛宽带等离子体激元吸收器

    摘要： 本文从理论上设计并数值验证了一种在紫外至近红外波段连续工作的宽带等离子体吸收器。与传统金属-绝缘体-金属（MIM）三层结构不同，该完美吸收器基于绝缘体-金属-绝缘体-金属（IMIM）四层结构。该完美吸收器具有280纳米的超薄厚度，其采用难熔金属氮化钛与高熔点绝缘体二氧化硅的构型，具备优异的热稳定性。新型氮化钛环-方阵列层能融合不同波段的吸收特性，使该吸收器在200-1200纳米波长范围内实现超过90%的连续吸收。通过时域有限差分（FDTD）方法计算得出平均吸收率达94.85%，其中270纳米波长处最大吸收率为99.40%，390纳米波长处最小吸收率为90.30%。此外，该完美吸收器在正入射时呈现偏振无关特性，在斜入射时表现出大入射角不敏感性，在太阳能收集、光热转换及隐身斗篷等诸多领域具有重要应用潜力。

    关键词： 宽带吸收器，紫外至近红外波段，偏振不敏感，等离子体激元，大入射角不敏感

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [IEEE 2019年第八届下一代电子国际研讨会（ISNE）- 中国郑州（2019.10.9-2019.10.10）] 2019年第八届下一代电子国际研讨会（ISNE）- 基于纳米薄膜结构的钙钛矿太阳能电池等离子体效应研究

    摘要： 本研究对嵌入CaTiO3薄膜层的银颗粒增强ZnO结构太阳能电池的等离激元效应进行了理论分析。由于银颗粒的引入，得益于其强表面等离激元吸收及银与CaTiO3的协同效应，太阳能电池的吸光性能得到提升。分析表明，当银颗粒优化半径为80纳米时，该纳米结构的平均吸光效率可达80%，较纯CaTiO3薄膜层结构提高24%。我们认为这种Ag/CaTiO3太阳能电池结构凭借低成本和简易制备工艺，有望成为未来产业化的潜在候选方案。

    关键词： GaTiO3薄膜层、纳米结构、太阳能电池、等离子体激元

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 偏振控制的等离子体结构照明

    摘要： 亚波长尺度的结构光在从光刻到成像的广泛应用中具有重要意义。其中尤为关键的是动态调控光场图案的能力，这推动了结构光照明显微技术的发展。将结构光照明显微技术进一步拓展至等离激元系统后，实现了超越衍射极限的成像。然而传统结构光照明显微通常需要配备移动机械部件的复杂光学系统。本研究提出并实验验证了一种偏振可调的结构等离激元?。⊿PF），该结构由薄金膜上鱼骨形超表面产生的表面等离激元干涉（SPI）形成。重要的是，仅需改变入射光的线偏振态即可实现SPF的连续位移调控。这种对结构光照明显微条纹的精确控制及机械调控的消除，在实际应用的亚衍射成像领域具有重要潜力。

    关键词： 等离子体激元、超表面、结构化照明、亚衍射成像

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 存在延迟效应的二维等离子体激元波导之间的连接点

    摘要： 二维（2D）波导中的等离激元传统上是在静电近似下进行分析的，该近似假设等离激元的相速度远小于光速。然而，最近的研究表明，当等离激元速度与光速相当时会出现新效应。在这种延迟区域中，静电模型并不准确。针对两个等离激元波导之间的连接处，我们提出了一个解析模型和一个数值模型（两者在延迟区域均适用），并将其与静电模型进行对比。我们量化了多种场景下的反射功率、透射功率和辐射损耗。研究发现：连接处会以牺牲反射等离激元功率为代价产生辐射，但延迟效应对反射和透射等离激元的相位影响甚微。当等离激元速度低于光速五倍及以上时，辐射损耗通常低于百分之几；不过在二维波导与理想导电平面之间的连接处，即使等离激元速度较慢仍会持续产生辐射。因此，延迟效应预计会降低等离激元谐振器的品质因数，但不会影响其本征频率。

    关键词： 波导结、等离子体激元波导、二维材料、等离子体激元

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 混合紫外-可见光下金-二氧化钛薄膜光催化活性中的等离激元与非等离激元贡献

    摘要： 通过光催化沉积金纳米颗粒（NPs）于反应溅射的二氧化钛（TiO2）薄膜上，制备出具有高光催化活性的Au-TiO2复合薄膜。通过调节可见光（Vis）与紫外光（UV）的比例（Vis/UV），我们研究了金纳米颗粒对整体光催化活性的等离子体效应与非等离子体效应贡献。当Vis/UV比例逐步提高（≤0.24/1）时，Au-TiO2复合结构的光催化性能持续增强；但当Vis/UV比例进一步增大（≥0.30/1）时，其增强效果不再提升。在高Vis/UV条件下，等离子体激发的电子似乎开始促进TiO2中的电子-空穴复合，从而显著降低光催化性能。

    关键词： 等离子体激元、金、二氧化钛、纳米粒子、光催化剂、光还原

    更新于2025-09-19 17:13:59