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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 具有近红外传感能力的等离子体开关的等效电路模型与传输矩阵分析方法

    摘要： 本文提出并研究了一种基于银膜常规矩形孔的紧凑型等离激元结构，该结构同时具备开关与传感功能。所提出的结构具有高达3000 nm/RIU的超灵敏度及170 RIU?1的高品质因数。仿真结果表明，该折射率传感器有望检测疟疾感染、癌细胞、杆菌细菌以及水中的葡萄糖溶液。同时，通过改变入射光波偏振方向，该结构可在850、1310和1550 nm三个电信波长下分别实现15.81、31.20和25.03 dB的高消光比，表现为等离激元开关特性。在1056至1765 nm波长范围内，该开关功能实现了20 fs的超快响应时间，适用于宽带应用。此外，推导了等效电路模型和传输（ABCD）矩阵方法以验证仿真结果。该结构简单的设计、数值与解析结果的高度一致性、生物医学应用潜力、超高灵敏度及超快性能，为近红外区域其他多用途等离激元器件的设计与实现开辟了路径。据我们所知，所述解析方法此前尚未在近红外波长范围内进行研究，因此这些成果可为未来研究中验证等离激元纳米结构的仿真结果奠定基础。

    关键词： 近红外、开关、电路模型、传输矩阵、传感器、生物医学、偏振复用、等离激元

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 用于安防监控LED的宽带近红外荧光粉设计：可调谐光致发光特性与增强的热稳定性

    摘要： 具有将蓝光转换为850纳米宽带近红外发射能力的近红外（NIR）荧光粉，是安全监控LED的理想选择。研究团队通过化学成分调控，在初始模型LaSc2.93B4O12(LSB):0.07Cr3+基础上设计出目标荧光粉LaSc2.93-yGayB4O12(LSGB):0.07Cr3+（y=0.6）。通过Dq/B值、衰减曲线和多面体畸变分析，阐明了LSGB:0.07Cr3+（0≤y≤1.5）体系中晶体场环境、结构演化与发光性能的关联机制。当LSGB:Cr3+（0≤y≤1.5）中Sc3+被Ga3+取代时，结构多面体畸变减小且晶体场增强，使得宽带发射峰蓝移，并显著提升了LSGB:0.07Cr3+（y=0.6）相比LSB:0.07Cr3+的热稳定性。这些结果表明，LSGB:0.07Cr3+（y=0.6）在蓝移特性和热稳定性方面的优势，使其更适用于蓝光泵浦的安全监控LED。

    关键词： 发光性能、晶体场环境、安防监控LED、热稳定性、结构演化、LaSc2.93-yGayB4O12(LSGB):0.07Cr3+、近红外(NIR)荧光粉

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过铟氧化还原化学介导的可扩展InAs量子点合成

    摘要： 下一代以近红外（NIR）和短波红外（SWIR）波长范围为核心的光电子应用需要高质量材料。其中，胶体InAs量子点（QDs）作为生物成像、照明和传感应用的红外活性候选材料脱颖而出。尽管其光学性能已取得显著进展，InAs量子点的合成仍常规依赖有害且商业上不可得的原料。本文描述了一种围绕In(I)Cl作为关键原料的简易单次热注射工艺。In(I)Cl同时作为还原剂和铟源，能与三氨基砷前驱体顺利反应，定量克级制备胶体InAs。通过调节反应温度可得到第一激子吸收特征峰位于700-1400 nm范围内的InAs核。In(I)、金属铟与In(III)之间的动态歧化平衡为前驱体选择提供了额外灵活性。在所得核上生长CdSe壳层可增强其光学性能，所制颗粒中心发射波长介于1000-1500 nm之间，全程保持约120 meV的窄光致发光半高宽（FWHM）。该前驱体平台展现的简便性、可扩展性和可调性有望推动基于铟的胶体量子点进一步研究。

    关键词： 胶体合成、砷化铟量子点、短波红外、光电子应用、近红外

    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扛鱿笙尥ü齃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

  • 理性组装的白蛋白/吲哚菁绿纳米复合物用于增强肿瘤成像以指导光热治疗

    摘要： 本研究开发了一种由牛血清白蛋白（BSA）和吲哚菁绿（ICG）自组装而成的新型光诊疗纳米复合物，用于增强近红外（NIR）荧光成像，从而指导体内癌症光热治疗（PTT）。研究证实，ICG与白蛋白结合位点的结合可提高水解稳定性和高光致发光量子产率（PLQY）。优化了纳米复合物中ICG的负载比例，确定0.5%的ICG负载比为最佳含量。优化的ICG-BSA纳米复合物（ICG-BSA NC）具有比游离ICG（2.7%）更高的PLQY（16.8%）。ICG-BSA NC的高PLQY和高效的被动靶向能力显著提高了其体内肿瘤蓄积和NIR荧光成像效果。在激光照射下，ICG-BSA NC处理组在三阴性乳腺癌模型中观察到明显的肿瘤生长抑制和高效的光热治疗。

    关键词： 光热疗法、诊疗一体化、近红外、吲哚菁绿、白蛋白

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于氯化处理的CdTe/CdSe II型量子点的高效近红外发光二极管

    摘要： 量子点发光二极管（QLEDs）被视为新一代显示与固态照明应用中最具前景的光源候选技术。特别是基于II-VI族量子点的可见光QLEDs已满足上述应用需求，但相应近红外（NIR）QLEDs的光电性能仍远落后于可见光器件。本研究展示了基于氯处理CdTe/CdSe II型量子点的高效近红外QLEDs：当量子点PL峰位于788 nm时，经氯处理的器件最大辐射率与峰值外量子效率（EQE）较未处理器件分别提升24.5%和26.3%，达到66 mW/cm2和7.2%。值得注意的是，氯处理后器件在0.3-250 mA/cm2电流密度范围内可维持>5%的EQE。与过渡金属配合物基近红外LED相比，氯处理CdTe/CdSe基近红外QLED的效率滚降得到一定程度抑制。在优化条件下，PL峰分别为744 nm、852 nm和910 nm的氯处理CdTe/CdSe器件峰值EQE分别达到7.4%、5.0%和1.8%。性能提升主要归因于氯表面配体——其不仅提高了载流子迁移率并减少载流子积累，还增强了量子点层内电子-空穴辐射复合概率。

    关键词： QD，CdTe/CdSe，氯化物，近红外，电致发光

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于掺铥氮化镓的近红外发光二极管室温工作，具有超稳定发射波长

    摘要： 波长为650-950纳米的近红外光被广泛应用于各类生物医学领域。虽然近红外发光器件通?；谏榛叵喙夭牧希庑┎牧虾杏卸驹?，且在工作过程中由于温度变化和电流注入水平差异容易导致发射波长偏移。另一方面，作为稀土离子之一的铥（Tm3?）能通过4f壳层中3H4-3H6跃迁产生波长约800纳米的超稳定近红外发光，我们近期重点研究了掺铥氮化镓（GaN:Tm）发光二极管作为新型近红外光源。本文展示了一种基于有机金属气相外延法制备的GaN:Tm近红外LED，通过优化生长条件和器件结构有效抑制了寄生反应。该GaN:Tm基LED的近红外发光源自铥离子3H4-3H6跃迁，包含795、806和814纳米三个主要峰值。其启亮电压为6.9伏，显著低于先前报道的基于GaN:Tm且依赖碰撞电离过程的电致发光器件。通过分析该近红外LED的电致发光光谱电流依赖性和光致发光温度依赖性，测得峰值波长分别具有7.6皮米/毫安的电流漂移率和1.3皮米/开尔文的温度漂移率。

    关键词： 掺铥氮化镓，超稳定发射波长，近红外，有机金属气相外延，发光二极管

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 高效远红光/近红外聚合物发光二极管的可见光通信

    摘要： 可见光通信（VLC）是一种依赖光强调制的无线技术，有望成为物联网（IoT）连接领域的变革性技术。然而，可见光在非透明介质中的低穿透深度限制了其应用。解决方案之一是将工作波段扩展至"近（不可）见"的近红外（NIR，700-1000纳米）区域——该波段生物组织具有半透明特性，适用于光子生物应用；同时巧妙保留微弱的红光发射，便于通过肉眼直接检查链路工作状态。本研究报道了发射波长650-800纳米的新型远红光/NIR有机发光二极管（OLED），其外量子效率达到该光谱范围内已报道的最高值之一（>2.7%，最大辐射亮度和光亮度分别为3.5毫瓦/平方厘米和260坎德拉/平方米）。基于这些OLED器件，我们搭建了实时VLC系统，实现2.2兆比特/秒的数据传输速率，满足物联网和生物传感应用需求。这是目前基于溶液法制备OLED器件的在线非均衡VLC链路所报道的最高传输速率。

    关键词： 可见光通信、物联网、VLC、近红外、NIR、有机发光二极管、物联网、生物传感、OLEDs

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于核函数的多光谱图像分析快速测定大豆种子活力

    摘要： 活力是影响种子萌发和作物产量的重要质量指标。当前种子活力检测方法依赖传统人工目测，具有破坏性、劳动强度大且耗时。本研究旨在采用近红外高光谱成像（NIR-HSI）技术，以快速无损方式区分有活力与无活力的大豆种子。通过偏最小二乘判别分析（PLS-DA）技术解析NIR-HSI提取的有活力/无活力大豆种子数据，实现活力分类。利用投影变量重要性（VIP）作为波段筛选方法构建多光谱成像模型：首先对单像素光谱进行PLS-DA分析虽获得合理分类精度，但基于像素的分类法对无活力种子的精准检测效果不佳；随后采用核图像阈值法配合最优检出率策略，仅使用VIP筛选的7个最优波段即可实现超过95%的分类准确率。结果表明，该多光谱近红外成像技术是一种有效精准的无损大豆种子活力鉴别方法。

    关键词： 基于核的分类、种子活力、多光谱成像、投影中的变量重要性、近红外

    更新于2025-09-22 12:59:46

  • 金属增强荧光生物传感：从紫外光到第二近红外窗口

    摘要： 为提高疾病存活率，早期诊断至关重要。此时生物标志物浓度极低，必须有效检测和量化才能实现可靠诊断。荧光生物传感通常通过用纳米结构和荧光团标记这些生物标志物来实现。金属增强荧光（MEF）是一种现象：当金属纳米结构与荧光团紧密靠近时，荧光生物传感器信号强度可显著增强。重要的是，这能进一步降低检测限从而实现更早期诊断。 近年来，人们投入巨大努力研究如何有利利用纳米材料的化学和物理特性。通过精确的纳米级工程，可以优化等离子体纳米材料的光学特性——这些技术现在需要完善并应用于诊断领域。借助MEF，信号强度可与分析物浓度成正比关系，从而实现比以往更早期的疾病诊断。 本综述论文概述了应用型MEF生物传感器的潜力与最新进展，重点强调其显著的临床价值。我们展示了基于检测平台及溶液体系中的MEF生物传感器，并评述了各类金属纳米颗粒形态。研究覆盖从紫外光到第二近红外窗口（NIR-II）的多波段发射，突出其广泛适用性。此外，近红外（NIR-I和NIR-II）生物传感的重要性得以阐明——因其能增强生物介质穿透深度。最后，通过开发多重检测技术可实现分析物的同步多元分析。将金属增强荧光融入生物传感后，将可能比以往更快速可靠地诊断疾病，从而挽救无数生命。

    关键词： 纳米材料、生物传感、金属增强荧光、荧光团、多重检测、近红外

    更新于2025-09-22 13:00:12