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oe1(光电查) - 科学论文

77 条数据
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  • 高导电透明掺镓氧化锌纳米针提升氮化镓发光二极管与硅太阳能电池效率

    摘要： 研究表明，在氮化镓基发光二极管（LED）和硅太阳能电池表面生长透明高导电性掺镓氧化锌（GaZnO）纳米针（NNs），可分别增强光提取效率和降低表面反射率，从而提升器件效率。该GaZnO纳米针采用气-液-固生长工艺，以表面银纳米颗粒（NPs）作为生长催化剂。在LED应用中，残留的银纳米颗?？梢⒈砻娴壤胱犹澹⊿P）耦合效应以提高发光效率。通过结合SP耦合效应、GaZnO纳米针的光提取作用及同步沉积的GaZnO薄膜的协同光提取效应，加之薄膜的电流扩展效应，LED输出强度可提升100%。在太阳能电池应用中，残留银纳米颗粒的SP共振效应同样能增强阳光吸收，从而提高能量转换效率。综合残留银纳米颗粒、GaZnO薄膜及纳米针的共同作用，硅太阳能电池的能量转换效率可从9.65%提升至12.30%，相对增幅达27.5%。

    关键词： 掺镓氧化锌、光提取、发光二极管、太阳能电池、表面等离子体、减反射、纳米针

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 基于石墨烯的生物传感器用于检测中红外区域的复合振动指纹

    摘要： 本研究提出了一种基于周期性石墨烯纳米带的无标记多谐振石墨烯生物传感器，用于检测中红外波段的复合振动指纹信号。通过传输光谱中的不同谐振模式，生物分子的多重振动信号被同步增强并检测。每个传输凹陷均可通过调节对应石墨烯纳米带的外加栅压实现独立调控。研究对几何参数进行了优化以获得优异的传感性能，并近似评估了检测限。该生物传感器还能在宽入射角范围内工作，通过电场强度分布图揭示了其物理机制。此外，还提出了一种基于周期性石墨烯纳米盘的新型生物传感器，其性能不受入射光偏振态影响。本研究成果可为设计适用于生物分析和制药领域的石墨烯基生物传感器提供潜在方案。

    关键词： 纳米光子学、无标记生物传感器、表面等离子体、石墨烯、超表面

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 六方氮化硼中确定性激活的量子发射体与等离子体表面晶格共振的耦合

    摘要： 由辐射场介导的个体量子发射体间耦合所产生的协同现象，目前因其在片上光子量子存储和长程纠缠等应用领域的潜力而备受关注。这些应用的核心共性在于实现宏观距离上的电磁模式生成。然而要将此类系统转化为实用器件，仍需大量研究——首要任务是探索替代性物理平台。二维（2D）系统中的量子发射体提供了极具前景的研究路径，这类材料可适配任意形状基底形成混合系统，使发射体与合适的光学模式实现近场耦合。本研究报道了一种可扩展的耦合方法，能令范德华材料（六方氮化硼）中的色心集合体与离域的高品质等离子体表面晶格共振耦合。鉴于六方氮化硼发射体具备室温下单光子源的工作能力，此类架构在光子学应用领域展现出重要前景。

    关键词： 耦合、应变、离域、缺陷、量子发射、光致发光、表面等离子体、六方氮化硼、二维材料、表面晶格共振

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 真实尺寸容器中金纳米星的等离激元光热加热：多尺度建模与实验研究

    摘要： 贵金属纳米粒子（NPs）将光转化为热的能力因其众多潜在应用（如光热疗法或基于激光的纳米图案化技术）引发了广泛科学关注。为实际应用这些技术，必须深入理解嵌入周围介质中的纳米粒子加热行为，并建立能预测该行为的理论模型。本研究提出一种多尺度方法，用于模拟厘米级真实尺寸容器内大量纳米粒子的光热响应。通过结合电磁场、光线追踪和传热模拟，我们分析了普通离心管中纳米星与纳米球悬浮液在激光照射下的加热效率及温度动态响应。为验证模型，我们通过电子显微镜和光谱技术合成并表征了金纳米星，随后采用785纳米连续波激光照射填充胶体的离心管，并通过红外热像仪监测开展激光诱导加热实验。实验结果证实该模型能有效预测立方厘米级实际容器中等离子体纳米粒子悬浮液的响应特性。

    关键词： 多尺度模型、金纳米粒子、光热效应、金纳米星、表面等离子体

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 用于眼压传感的二维等离子体光栅

    摘要： 青光眼是一组具有特征性的视神经病变，总体上是全球不可逆性失明的首要原因。眼压升高是主要致病风险因素。虽然眼压升高及随之而来的视神经病变的基本机制尚未完全明确，但近期研究表明，在调节过程中可能对视神经乳头产生压力峰值，且眼压在眼球各部位可能并不均匀。为便于在玻璃体不同位置进行原位和活体眼压测量，并监测视神经乳头处的调节性眼压峰值，我们在此报道了一种可植入、生物相容且微型化的压力传感器研发成果——该传感器采用能产生结构色的二维等离子体光栅。当光栅周期在0至50毫米汞柱压力范围内发生变化时，其可见颜色随之改变，使我们无需额外电子设备即可观测微小压力变化。

    关键词： 青光眼、眼内压（IOP）、电磁波传感器、视神经头（ONH）、表面等离子体

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 选择性光激发下g-C3N4负载Ag和Au纳米粒子的催化与等离激元作用解析

    摘要： 本文系统研究了银（Ag）和金（Au）纳米颗粒（NPs）在石墨相氮化碳（CN）纳米片上的光催化作用，分别考察了紫外光（250-380 nm）、紫外-可见光（256-600 nm）及绿光激光（532 nm）条件下的催化效果。紫外光照射时，Ag和Au NPs从CN捕获光生电子并发挥助催化剂作用。但在紫外-可见光条件下，Ag和Au作为助催化剂与等离激元光催化剂的二元角色导致罗丹明B降解效率降低——此时带隙激发与表面等离激元共振（SPR）同步发生，引发金属-半导体结区电子的正向与反向转移，从而加剧界面载流子复合。该等离激元体系在可见光（532 nm）下表现最佳：金属向CN注入的等离激元热电子触发了SPR驱动的光催化过程。光电导电流-电压（I-V）测试表明，在白光（400-730 nm）及405 nm、470 nm、530 nm选择性激发下均产生增强的自由载流子，这些自由载流子积极参与了光催化反应。

    关键词： 光响应、缺陷、光致发光、光催化、表面等离子体

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 通过调节化学势灵活控制石墨烯寡聚体的电磁行为

    摘要： 在本研究中，我们证明通过局部调控化学势可显著改变石墨烯寡聚体的电磁特性。石墨烯寡聚体不同位置的化学势变化对消光光谱和电磁场均产生差异化影响。通过精确调节相应位置石墨烯纳米盘的化学势，可实现电磁场局域化的灵活调控。本研究提出的纳米结构为基于石墨烯的等离激元器件（如纳米传感、光捕获和光电探测）的实际应用奠定了基础。

    关键词： 石墨烯寡聚体，电磁可调性，表面等离子体，光吸收

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 在紫色金（AuAl2）中激发低能表面等离子体

    摘要： 我们通过在薄层金铝化合物（AuAl2）中激发表面等离子体激元（SPs），证实该金属间化合物呈现特殊紫色的成因源于等离子体效应。通过测量表面等离子体色散关系，并利用该薄膜采用标准表面等离子体共振传感技术测定蔗糖溶液的折射率，发现平面AuAl2中的表面等离子体能量约为2.1电子伏特，比黄金低约0.4电子伏特，且该材料具有高度抗氧化性。这与先前报道的AuAl2介电函数测量预期值相符?；诖?，我们预测AuAl2纳米颗粒将具有极强的光谱近乎均匀的光吸收能力，其吸光强度约为标准碳黑的十倍。这类颗粒因此有望作为遮蔽剂使用，或替代更复杂的光吸收金结构应用于光热治疗、太阳能蒸汽生成及等离子体催化等领域。

    关键词： 纳米粒子、表面等离子体、紫色金、薄膜、光吸收器

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 介电材料@贵金属核壳复合纳米颗粒光学特性的理论计算

    摘要： 目标：方法：金、银、铜等纳米颗粒中呈现的表面等离子体效应因其对电磁波谱可见光至近红外区域光学特性的增强与可调性，近期备受关注。本研究采用米氏理论作为解析方法，通过消光效率、散射效率和吸收效率等参数，探究贵金属核壳纳米颗粒中介电材料的光学特性。研究对象为介电材料核外包裹薄层贵金属（银、金、铜）的复合材料，其中核尺寸固定为50纳米，金属壳层厚度在3-40纳米范围内变化。计算结果表明：通过调节壳层厚度，表面等离子体共振效应可增强并将波长调控范围扩展至从近紫外到近红外区域。这种介电核外包覆薄层贵金属的结构能提升核材料性能，可应用于等离激元纳米激光器、非线性等离激元天线、薄膜有机太阳能电池的光捕获以及生物医学研究等领域。

    关键词： 介电材料@贵金属核壳结构，表面等离子体

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 石墨烯-过渡金属二硫化物布拉格反射器上表面等离子体的非线性调控

    摘要： 在本研究中，我们利用石墨烯-过渡金属二硫化物（G-TMDC）异质结的非线性光学可调谐性以及石墨烯表面等离子体激元（SPPs）电磁场的强局域化特性，提出了一种高度可调谐的非线性光学布拉格反射器。近年来，二维（2D）TMDCs因其近红外波段的非线性光学特性而成为研究热点，这些特性对多种光学应用极具吸引力。我们选用近红外范围内二阶光学非线性最强的两种2D-TMDCs——MoSe2和WSe2，来合理设计石墨烯层上传播SPP波的周期性变化。通过量子静电异质结理论方法计算石墨烯-TMDCs的介电函数。两种TMDCs的不同非线性特性导致反射器半高全宽（FWHM）和中心布拉格波长产生显著调谐，从而可设计多种光学器件?；谒岢龅牟祭穹瓷淦?，我们设计了插分滤波器、非线性开关以及与/或光学逻辑门。有限差分时域数值模拟和传输矩阵解析结果表明：当光强增至6 MW/cm2（低于石墨烯脉冲损伤阈值）时，由于二阶非线性效应，观测到中心布拉格波长红移10 nm，线性区的20 nm FWHM降至1.5 nm。0.8 MW/cm2和1.53 MW/cm2的SPP强度分别满足与/或逻辑运算要求，消光比达57 dB和66.51 dB。

    关键词： 非线性光学材料与器件、表面等离子体、非线性光学、光开关、布拉格光栅

    更新于2025-09-10 09:29:36