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oe1(光电查) - 科学论文

20 条数据
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  • 环形激光束照射下原子力显微镜针尖近场增强的模拟

    摘要： 由激光束照射的原子力显微镜（AFM）针尖下方产生的近场增强效应，在纳米焊接、纳米操纵、纳米刻蚀等多种纳米加工技术中得到广泛应用。本文利用COMSOL Multiphysics建立了环形激光束照射AFM针尖的近场增强数值模型。结果表明：当AFM针尖受环形激光照射时，针尖顶端会产生强烈近场增强；包含基底的场分布曲线呈马鞍形，证实环形光束照射AFM针尖会在颗粒与针尖之间产生极高近场增强。此外，研究显示采用更高频率的环形激光照射时，针尖顶端的近场增强效应随之增强；当照射角度为60度、照射距离为65纳米时，近场增强达到峰值。基于该近场增强的数值模拟结果，可预期环形激光照射AFM针尖的系统将在纳米加工领域获得进一步应用。

    关键词： 近场增强、纳米加工、COMSOL Multiphysics仿真、环形激光束

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 等离子体纳米棒与微球谐振腔的有效耦合

    摘要： 耦合光子-等离子体系统已被证实可作为具有单病毒检测潜力的超高灵敏度传感器。这类系统通常由光学谐振器（如微球、反射镜或微盘）附近的等离子体纳米颗粒构成。凭借高Q值特性，它们被广泛应用于生物、压力、气体或温度传感领域。当等离子体纳米颗?？拷死嘈痴衿魇?，等离子体模式与光子模式的耦合可形成超灵敏生物传感器——纳米颗粒的存在能增强环境折射率（RI）变化的敏感度。 本文通过模拟金纳米棒与二氧化硅微球近距离耦合的光子-等离子体系统，研究该类系统的多种耦合构型。纳米棒的存在会导致频率偏移和Q值降低，这两者都高度依赖于纳米棒的尺寸、与微球的间距以及相对于微球表面的取向。实验设置中，单个金纳米棒与支持1550nm回音壁模式的15.5μm二氧化硅微球保持50nm间距，利用COMSOL Multiphysics平台计算共振频率和Q值。研究将纳米棒取向从切向（0o）逐步调整为垂直方向（90o），图1a）展示了1550nm工作波长下Q值与阻尼常数随纳米棒取向的变化关系：虽然90o取向仅产生约10GHz的频率偏移，但能实现更高Q值和更优的模式稳定性。图1b）呈现了垂直纳米棒在不同环境介质RI下的频率偏移与Q值变化，证实该光学谐振器对高达10?3量级的RI变化具有超灵敏响应。图1c）展示了90o、45o和0o三个方向下纳米棒内外电场分布，其中垂直纳米棒与激发回音壁模式的相互作用最弱，因而获得最高Q值。

    关键词： 二氧化硅微球、光子-等离子体耦合、金纳米棒、COMSOL Multiphysics软件、回音壁模式

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 一种提高染料敏化TiO?太阳能电池整体光电转换效率的新方法

    摘要： 过去几年，由于染料敏化太阳能电池（DSSCs）成本低且具有较高的潜在光电转换效率，越来越多的科学家和研究人员开始重视对其的研究。影响染料敏化太阳能电池光电转换效率主要有两个因素：一是太阳能电池的光子吸收率低，二是光生电子通过厚纳米晶薄膜的传输率低。因此，为了进一步研究和提高效率，采用COMSOL Multiphysics建立了精确模型来揭示DSSC的光响应和电流传输过程。具体而言，研究了光学模型以确定每个电池吸收多少太阳能，以及电学模型以确定整体效率。此外，还构建了三种改进的DSSC微/纳结构以提高效率。研究表明，更合适的结构可以收集更多太阳能并提高电子扩散效率，从而提高DSSC的整体光电转换效率。

    关键词： 染料敏化太阳能电池（DSSCs）、COMSOL Multiphysics、光电耦合模拟、微/纳结构

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 钙钛矿太阳能电池热分布的COMSOL模拟：耦合光学-电学-热学三维分析

    摘要： 尽管散热对太阳能电池的性能和可靠性有重大影响，但相关研究却很少。本文首次提出了钙钛矿太阳能电池热分布的扩展三维（3-D）模拟。我们利用COMSOL Multiphysics通过耦合光学-电学-热学?？檠芯看掣祁芽筇裟艿绯氐奈露确植肌Ｔ贑OMSOL Multiphysics软件包中耦合波动光学?？椤氲继迥？楹凸烫宕饶？?，通过三维向导进行模拟。考虑电学行为、光吸收以及热传导或对流，以深入了解电池内部的热耗散情况。模拟结果表明，电池产生的热量最好从金属接触点耗散，该位置因钙钛矿层在潮湿环境中氧化或分解而形成PbI2缺陷。产生的热量从前端FTO接触到底部金属电极存在显著差异。结区和电极侧也观察到更多的热量耗散和积累。在我们的模拟中，考虑了电池各层的焦耳热、非辐射复合热和热通量，并计算了载流子浓度、电场分布、焦耳热、肖克利-里德-霍尔热、总热通量以及太阳能电池结构中的温度分布。模拟揭示，为加速电池底部的热耗散并提高电池在正常运行时应对温度升高的可靠性，必须选择高导热材料作为金属接触点。

    关键词： 太阳能电池、热量、钙钛矿、温度分布曲线、模拟、COMSOL、分布

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 基于微型悬臂梁的光声气体传感器频率响应仿真全耦合模型

    摘要： 为支持微型化光声气体传感器的发展，本文提出了一种用于悬臂梁式光声气体传感器频率响应模拟的全耦合有限元模型。该模型涵盖了从辐射吸收到压力换能器振动的完整光声过程，并考虑了粘滞阻尼损耗。经实验数据验证后，该模型进一步用于评估先前报道的传感器设计实现进一步优化和微型化的可能性。

    关键词： 光声光谱、传感器小型化、粘滞阻尼、COMSOL

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • AIP会议录 [美国物理联合会出版社第15届聚光光伏系统国际会议（CPV-15）- 摩洛哥非斯（2019年3月25-27日）] 第15届聚光光伏系统国际会议（CPV-15）- 基于臭氧的湿法化学蚀刻数值模拟

    摘要： 在光伏行业中，湿化学浴槽被用于表面结构化、处理及清洁。除清洗硅片外，基于臭氧的湿化学清洁工艺还具有选择性回蚀发射极和/或圆化纹理表面的附加效果。为模拟并预测清洁过程中微金字塔的圆化现象，我们建立了二维工艺模拟模型。通过COMSOL Multiphysics有限元方法描述了臭氧沿金字塔表面的扩散与对流质量传输过程。从实验结果获得的重要评估参数包括微金字塔尖端的蚀刻速率和最终圆整度（R）。为调整模型进行了参数化研究，该模拟准确反映了实验数据——例如在2分钟暴露时间后，实验测得R值为67纳米，模拟结果为66纳米。

    关键词： 光伏产业、数值模拟、微金字塔结构、基于臭氧的湿法化学蚀刻、COMSOL Multiphysics

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 光子晶体材料的带隙优化设计

    摘要： 光子晶体具有一个基本特性——光子带隙，能够阻止光在晶体中传播。本文通过改变二维正方晶格光子晶体单元内部介质柱的几何形状，研究了其带隙宽度的变化规律。利用有限元方法，我们在MATLAB 2012a和COMSOL 3.5平台上进行数值实验。通过缩短垂直轴半径并旋转介质柱，设计出一种新单元结构：垂直半径为0.3*3.85e-7，与水平轴呈15度偏转。该新单元在TE带隙中比圆形介质结构宽1.51%，并在TM带隙中产生了0.0124的带隙宽度。此外，实验显示在能隙图中第一个TM带隙与第二个TE带隙存在部分重叠现象。这有助于形成绝对光子带隙，为设计光子通信材料提供了有利的理论基础。

    关键词： 带隙、光子晶体、有限元法、MATLAB、COMSOL

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • [2018年IEEE第38届电子与纳米技术国际会议（ELNANO）- 基辅（2018.4.24-2018.4.26）] 2018年IEEE第38届电子与纳米技术国际会议（ELNANO）- 基于表面等离子体共振的光纤传感器高效几何结构

    摘要： 已对基于光纤的表面等离子体共振传感器高效结构展开研究。该传感器结构通过去除多模光纤的包层，并用金薄膜替代来实现。光纤内部入射光将激发表面等离子体，从而导致特定波长的吸收。这种吸收特性取决于金属薄膜附近区域的介电常数。根据光纤纤芯结构中去除包层的量和沉积区域的不同，可考虑多种配置方案?；诩扑惴治?，我们研究了三种不同配置下传感器的性能。研究方法是在COMSOL环境中采用有限元法求解不同传感器几何结构中的波动方程，并计算各可用模式的吸收率。研究结果表明：从波长灵敏度角度考量，最优传感器配置是去除光纤半根纤芯和包层，并在其表面沉积金薄膜的结构。

    关键词： 折射率传感器、表面等离子体共振、SPR光纤、基于光纤的传感器、有限元法、COMSOL

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 《AIP会议论文集》[作者：2018年国际科学与工程计算方法会议（ICCMSE 2018）——希腊塞萨洛尼基（2018年3月14-18日）] - 介质平行六面体结构产生的太赫兹射流研究

    摘要： 本文展示了由八种不同光聚合物构成的平行六面体结构在0.04-0.2太赫兹频段内"太赫兹射流"半高全宽（FWHM）的广义结果。其S参数通过COMSOL Multiphysics软件获取。经对透射和反射光谱分析后，在特定共振频率处观测到了"太赫兹射流"效应。这使我们能够预测该效应，并据此开发基于太赫兹成像与传感的窄带器件。

    关键词： 传感、光聚合物、太赫兹成像、COMSOL Multiphysics、介电平行六面体结构、太赫兹射流

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 光捕获、建模及钝化对非晶硅基光伏电池的影响

    摘要： 本论文研究了利用侧壁钝化技术提升非晶硅p-i-n型太阳能电池性能的方法。研究采用MEMS绝缘材料Al2O3进行侧壁钝化，主要目标是观察侧壁钝化对非晶硅太阳能电池的影响并提高其转换效率。研究发现Al2O3钝化能有效抑制反向漏电流，提升电池内部产生的电势，通过抑制漏电增加电池的电流密度。添加侧壁钝化后，J-V曲线得到改善：短路电流密度(Jsc)从14.7 mA/cm2提升至18.5 mA/cm2，开路电压(Voc)从0.87 V提高到0.89 V，填充因子也略有上升。由于Al2O3侧壁钝化的作用，非晶硅太阳能电池的转换效率提高了29.07%。最终研究表明，通过添加侧壁钝化成功提升了非晶硅太阳能电池的效率。

    关键词： 氧化铝、电位、钝化、COMSOL Multiphysics、非晶硅、电流密度

    更新于2025-09-09 09:28:46