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在不同晶面上制备的硅纳米线阵列具有有效的光偏振不敏感和全向特性
摘要： 本文报道了通过简便的无电金属辅助蚀刻法在不同晶向硅衬底上制备垂直硅纳米线阵列(SiNWAs)的研究。在可见光全波段范围内，分别实现了Si(100)和Si(111)晶向衬底上生长的SiNWAs极低镜面反射率(Rspec)——0.04%和0.03%。由于纳米线阵列内部的多重散射路径，垂直SiNWAs表现出显著宽带增强效应。而倾斜纳米线在长波长区域展现出独特特性：光在正入射时获得更长往返反射路径，更易向外反射。此外，[100]晶向SiNWAs的横电场(TE)分量以牺牲横磁场(TM)分量为代价展现出强偏振不敏感特性，在1200nm波长处最小反射率<2%。当入射角θB≥58o时，[100]晶向SiNWAs表现出卓越的全向特性?；谟行Ы橹世砺鄣腃OMSOL理论验证揭示了垂直SiNWs在典型波长范围内存在有效的偶极耦合及强吸收模式。粒子隧穿经典禁阻区形成的高度束缚态使光吸收效应得到显著增强。
关键词： 纳米腔、硅纳米线、光耦合效应、全向性、偏振
更新于2025-09-23 15:22:29
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内容：（《先进功能材料》34卷/2018年）
摘要： 等离子体激元敏化技术使半导体能够通过金属纳米结构中热载流子的产生及随后向相邻半导体的转移来吸收亚带隙光子。为此，Dang Yuan Lei及其合作者在文章编号1800383中展示了一种Au@TiO?哑铃-薄膜纳米腔结构。该结构中哑铃的局域表面等离子体激元非辐射衰减与金薄膜的带间跃迁共同形成双通道热载流子生成机制，两个通道产生的热电子均被转移至二氧化钛，从而实现可见光驱动的光催化反应。
关键词： 金@二氧化钛，热载流子，等离子体学，光催化，纳米腔
更新于2025-09-23 15:21:21
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过渡金属二硫化物多层结构中的自杂化激子极化子实现高效光吸收
摘要： 过渡金属二硫化物（TMDCs）因其在强光-物质相互作用领域的潜力近期备受关注。要利用这些材料实现强耦合效应，通常需要将激子与独立光学腔体（如法布里-珀罗微腔或等离子体纳米天线）的共振光子模式进行杂化。本研究首次发现：由于层状范德华TMDCs厚片具有高背景介电常数，其本身就能作为低品质谐振器发挥作用。这类"腔体"的光学模式可与同种材料中的激子发生杂化。我们通过实验与理论研究，系统考察了WS?、WSe?、MoS?和MoSe?四种常见TMDC材料厚片中的自杂化现象，在所有样本中均观测到反射/透射光谱的分裂现象，并获取了激子极化子的角分辨色散数据及厚度依赖特性。值得注意的是，厚层TMDC多晶膜表现出显著的吸收增强与展宽效应——这可解释为强光-物质耦合的体现。特别地，其可见光波段整体吸收效率超过50%，且对偏振态和入射角度的依赖性较弱。这些结果表明厚层TMDC薄片中形成了自杂化激子极化子，为基于此类简单体系的极化激元器件和光电器件研发开辟了新途径。
关键词： 过渡金属二硫化物、激子-极化激元、强耦合、纳米腔
更新于2025-09-23 15:21:01
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室温下体积小于1立方纳米的光学皮腔 实现单原子尺度几何结构访问
摘要： 在纳米尺度上可重复地限制光对于实现单分子水平上观察和控制化学反应的能力至关重要。我们在此可靠地形成了数百万个相同的纳米腔，并证明通过创建皮腔（具有埃级分辨率的单原子突起），可以将光进一步聚焦到亚纳米尺度。我们首次通过在特定选择的分子组分上进行高速表面增强拉曼光谱，在室温下稳定并分析这些腔体，收集并分析了超过200万张光谱。从这些皮腔获得的数据使我们能够推断出纳米尺度的结构信息，表明硫醇与金的结合使金属表面对光辐照不稳定。发现腈基团可使皮腔的消失稳定性提高10倍，通常能存活超过1秒。这样的构建证明了在环境条件下实现单分子化学的可行性。
关键词： 皮腔、表面增强拉曼光谱、单分子化学、光学限制、纳米腔
更新于2025-09-23 15:19:57
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双曲波导中与横向安德森局域腔耦合的染料分子自发发射动力学研究
摘要： 利用时间分辨实验研究了耦合到双曲波导中横向安德森局域模式的罗丹明6G分子的自发发射动力学。通过毛细效应，在三角形熔融石英微管内同时形成四个双曲波导。由掺杂罗丹明的聚合物材料与随机分布的气孔构成的无序光子环境，使得光子被局域在准光学腔的各个共振波长处——这些腔体随机分布在导波介质中。该双曲波导能实现单模、双模及多模共振结构，以染料分子光致发光光谱带宽内的尖锐光谱共振形式，捕获不同频率的光子。实验结果表明：荧光发射体耦合至各双曲波导中的多模局域态时，对应产生不同共振频率的准光学腔，从而显著改变发射体的发射特性。观察到耦合到孤立横向安德森局域模式的染料分子自发发射速率最高提升达6.7倍，因此特定共振波长的真空涨落得到显著增强。
关键词： 自发辐射、横向安德森局域化、光学模式、纳米腔、荧光寿命
更新于2025-09-23 15:19:57
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等离子体光谱揭示的脂质分子和纳米颗粒的面外纳米尺度重排
摘要： 组装在固体基底上的脂质双层膜因其分子二维扩散行为已被广泛开展单分子分辨率研究，但通常忽略其垂直方向的动态过程。本研究展示了附着于金属表面杂化脂质双层膜（HBLs）的亚纳米级垂直扩散现象。金纳米颗粒与金薄膜之间形成的纳米级空腔能产生强增强的光学场，可对间隙内组装的HBLs进行局部探测。这使得我们能够通过光谱技术分辨出组装在双层膜上、膜边缘附近及膜缺陷处的纳米颗粒，揭示了带电脂筏的显著影响。观察到位于HBL边缘的纳米颗?；岱⑸?脱离双层膜的行为，其10 meV的翻转能表明热能如何动态改变纳米颗粒周围的脂质排列。通过向HBL中掺杂低浓度德克萨斯红（TxR）标记脂质，我们进一步解析了单个脂质分子的迁移运动。
关键词： 珀塞尔因子、等离子体学、单分子、纳米组装、纳米腔、脂质双分子层
更新于2025-09-23 15:19:57
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通过超快激光能量调控实现大面积亚100纳米二维纳米图案化
摘要： 将超快光与表面纳米起伏耦合，可形成周期性图案，其加工尺度达到创纪录的数十纳米级别。这种由近场相互作用驱动的自发图案形成技术，其广阔应用前景依赖于一步法规模化制造工艺。本研究报道了镍表面经超快激光辐照后，自组装形成直径20纳米、周期低至60纳米的非传统纳米腔阵列。与随机性强且缺乏规律性的激光诱导表面波纹截然不同，这些二维图案在极端尺度上展现出前所未有的均匀性。通过延迟施加交叉偏振激光脉冲来克服表面的各向异性偏振响应，首次实现了六方晶格有序排列的纳米腔阵列。该自组织现象的成因被确认为：激光诱导的稀疏波使纳米级熔融层失稳，进而引发马兰戈尼对流不稳定性所致。
关键词： 纳米图案化、自组装、超快激光、马兰戈尼对流、纳米腔
更新于2025-09-23 15:19:57
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利用纳米腔提高胶体量子点单光子的不可区分性
摘要： 胶体量子点因其稳健的合成工艺和与纳米光子平台的简便集成而成为量子发射体研究的热点。然而，由于胶体量子点存在极大的退相位速率，在室温下获取不可区分光子具有根本性挑战。本研究提出一种实验可行的方案：通过将非相干泵浦的溶液法制备胶体量子点与纳米腔系统耦合，可获得不可区分的单光子。我们证明，将胶体量子点与一对氮化硅腔耦合后，其单光子源性能可与缺陷中心、自组装量子点等其他主流量子发射体相媲美。
关键词： 胶体量子点、纳米腔、不可区分单光子源
更新于2025-09-16 10:30:52
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纳米腔引发轰动
摘要： 气体与液体之间的反应在工业中很重要，但通常反应缓慢且难以原位监测。为提高不互溶气体与液体间反应的效率，往往需要升高温度和压力。如今，邢怡玲及其同事在《德国应用化学》国际版上报道了一种由金属-有机框架（MOF）包覆的固体纳米颗粒阵列组成的平台，该平台因形成界面纳米腔而显著提高了气液反应效率。该平台还可用于反应的原位监测。
关键词： 纳米腔、气液反应、金属有机框架、原位监测、固体@MOF
更新于2025-09-09 09:28:46
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基于深度学习的Photonic Crystal纳米腔优化
摘要： 本文提出并验证了一种基于深度学习优化二维光子晶体（2D-PC）纳米腔品质因数（Q值）的方法。我们通过随机偏移基础纳米腔中多个空气孔的位置，制备了包含1000个纳米腔的数据集，并采用第一性原理方法计算其Q值。利用该数据集训练了一个含卷积层的四层神经网络，以识别空气孔位移与Q值之间的关系。训练后，该神经网络能根据空气孔位移估算Q值，标准偏差误差为13%。关键的是，训练后的神经网络可通过反向传播极快速地估算Q值相对于空气孔位移的梯度。借助高维参数空间中梯度的超快评估能力，通过约10^6次迭代优化50个孔的位置，成功获得了Q值高达1.58×10^9的纳米腔结构。所得Q值较基础腔体提高一个数量级以上，且是迄今报道的相似模体积腔体最高Q值的两倍多。该方法能在远超传统纯直接计算优化方法可行范围的参数空间内优化2D-PC结构。我们认为该方法对改善其他光学特性同样有效。
关键词： 纳米腔、深度学习、光子晶体、Q因子、优化
更新于2025-09-09 09:28:46