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oe1(光电查) - 科学论文

11 条数据
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  • [IEEE 2018第三届技术融合国际会议(I2CT) - 浦那(2018.4.6-2018.4.8)] 2018第三届技术融合国际会议(I2CT) - 环形谐振器中偏振转换的实现及其在全光非逻辑门设计中的应用

    摘要： 全光非逻辑门通过环形谐振腔中的偏振转换概念进行理论描述。偏振态转换以0.2皮秒的极高速度发生，并获得约1500的高Q值。该设计可用于基于强度的全光开关以及全光逻辑门的设计。此类基于转换的全光门仅需约40纳瓦/米的低泵浦功率。要获得此类结果，需要合适的泵浦条件、折射率对比度、波导的高宽比以及相位匹配条件。

    关键词： 环形谐振器、偏振转换、全光开关、FDTD模拟、逻辑门

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • [IEEE 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 日本京都 (2018.7.9-2018.7.13)] 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 通过电子束激发表面等离子体激元产生光束

    摘要： 通过FDTD模拟研究了金基底上金圆盘阵列的局域表面等离激元（LSP）受电子束激发对史密斯-珀塞尔辐射（SPR）的调控作用。当LSP模式波长处于SPR发射波段时，SPR会被锁定并增强于该LSP波长处。LSP锁定的SPR发射角仍遵循传统SPR的波长-角度关系。此外，随着金圆盘半径和高度的增加，发射波长与角度均会增大。

    关键词： FDTD模拟，史密斯-珀塞尔辐射（SPR），局域表面等离子体激元（LSP）

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 通过精细优化纳米级低折射率栅格参数提升有机发光二极管的光学效率和色彩纯度

    摘要： 为提取有机发光二极管(OLED)中受限的导波光，目前在阳极与有机层之间插入低折射率(RI)周期性结构作为一项有前景的技术已被广泛研究。然而，基于周期性结构的器件内部光提取方法会导致光谱严重畸变并影响电致发光特性。本研究展示了一种采用周期性低RI纳米点阵列(NDA)作为内部光提取层的简易光提取技术。该NDA通过激光干涉光刻(LIL)工艺简单制备，其周期性图案的结构参数（间距、高度）及分布密度均可通过LIL过程精准调控。有限时域差分(FDTD)法计算分析表明：当周期为300 nm、单元覆盖率0.3、高度60 nm的NDA结构具有最高光提取增强效果且光谱畸变最小。通过对嵌入低RI NDA的OLED进行结构参数计算与实验系统分析，成功制备出高效OLED器件。最终以六边形和矩形排布的NDA-OLED作为代表，其外量子效率分别显著提升至2.44（+29.55%）和2.77（+57.38%）。此外，透明导电氧化物表面纳米级粗糙度带来的不利影响也得到有效抑制。

    关键词： 有机发光二极管、纳米点阵列、FDTD模拟、激光干涉光刻、光提取、低折射率

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于ZnO纳米棒与等离子体纳米颗粒的高效钙钛矿太阳能电池设计与分析

    摘要： 近年来，混合有机-无机钙钛矿因其优异的光学特性在太阳能电池应用中日益普及。本研究通过数值模拟构建了以氧化锌纳米棒（ZnO NRs）为电子传输层（ETL）的钙钛矿太阳能电池（PSC），并在第三代有机光伏器件中已证实的ZnO纳米棒优势基础上，进一步探究了金纳米颗粒（Au NPs）的等离子体效应。由于等离子体结构独特的纳米级光导引与捕获特性，可显著提升光吸收效率，从而预期获得更优的器件性能。本文研究表明：采用FTO/ZnO/ZnO NR/CH3NH3PbI3/spiro-MeOTAD/Au结构并引入Au NPs的钙钛矿太阳能电池模型展现出优异性能。虽然利用ZnO纳米棒ETL实现高性能卤化物PSCs是常用方法，但我们发现将Au NPs嵌入纳米棒间隙能产生更卓越的效果。通过分析不同直径的Au纳米颗粒与ZnO纳米棒阵列密度并选取最优参数后，模拟结果显示：CH3NH3PbI3钙钛矿浸润ZnO NRs且含Au NPs的太阳能电池（不含Au NPs）效率达16.77%（14.51%），填充因子为78.28%（76.60%），短路电流密度为20.56 mA/cm2（18.07 mA/cm2）。这一显著提升为后续研究钙钛矿太阳能电池中等离子体效应的实际应用奠定了基础。

    关键词： 钙钛矿太阳能电池，FDTD模拟，等离子体纳米粒子，氧化锌纳米棒

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 血清生物分子的多重表面等离子体成像：具有等离子体模拟见解的Fe3O4@Au核壳纳米颗粒

    摘要： 不仅需要具备高灵敏度和选择性，还能对临床样本基质中极低浓度的大分子与小分子生物标志物实现多重检测的纳米生物传感器，对体外诊断至关重要。本研究展示了一种基于柠檬酸盐稳定的Fe3O4@Au核壳纳米颗粒（NPs）作为表面等离子体信号放大标记的多重检测微阵列设计，可同步检测血清蛋白与核苷酸标志物。通过在含10%血清（比单纯缓冲液体系的生物传感器更具临床相关性）中检测两种白细胞介素（IL-6和IL-8）及两种微小RNA（miRNA-21和miRNA-155），证实了该多重传感技术的可行性。研究发现：即使在高浓度条件下，大分子蛋白引发的表面等离子体信号变化仍小于相对较小的miRNA分子。由此得出两个结论：(i) 传感器表面选择性结合的待测物数量（即抗体对应的抗原或捕获核苷酸对应的miRNA）影响信号变化幅度；(ii) 携带核壳NP标记的检测探针与传感器表面等离子体的相互作用程度影响信号变化量。结果表明，相较于大分子夹心蛋白免疫复合物，小分子寡核苷酸杂交组装在这两个因素上均呈现更显著效应。该核壳NP体系较未使用标记物的检测方法实现了数倍灵敏度提升和更宽的动态检测范围。随着无创/微创疾病及异常状态体外诊断技术的日益受到重视，本研究成果对设计适用于复杂基质真实样本分析的新型多重生物传感器具有重要价值。

    关键词： 血清蛋白、宽动态范围、血清miRNAs、多重成像、核壳纳米颗粒、FDTD模拟

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC） - 美国伊利诺伊州芝加哥（2019.6.16-2019.6.21）] 2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC） - 采用空穴选择性氧化钼背接触的硅太阳能电池光子管理：一项光学模拟研究

    摘要： 钝化型空穴选择性接触通过降低太阳能电池背面电子浓度，在减少表面复合方面发挥重要作用。然而这些接触中的寄生光学损耗仍可能限制电池性能。本研究采用光学模拟方法，探究了具有空穴选择性氧化钼（MoOx）背面接触的硅太阳能电池在长波长波段的光学损耗问题，并评估了这类选择性接触与纳米结构介电层结合时提升光生电流密度的潜力。

    关键词： 光子管理，FDTD模拟，光栅纳米结构，硅太阳能电池，空穴选择性接触

    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年6月23日-27日）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 基于耦合模理论研究光子晶体激光器的简易方法

    摘要： 光子晶体（PhC）激光器作为片上及芯片间互连的高效光源备受关注。该结构能在保持高腔品质因数的同时缩减有源区体积，从而实现低阈值电流与低工作能耗[1,2]。传统研究方法多依赖时耗较长的FDTD仿真，且难以捕捉器件核心物理机制。本文提出一种基于耦合模理论的简化分析方法，该方法已被证实能有效研究具有周期性增益/折射率扰动（如标准DFB激光器）的激光系统。我们将此方法应用于光子晶体线缺陷波导激光器——通过引入相对于未泵浦参考波导的小幅复折射率扰动（涵盖增益与折射率变化[3]），将TE模导波光场展开为无源波导前向/后向布洛赫模之和，并建立扰动波导中布洛赫模演化的控制方程：(公式1，此处保留原数学表达式)。其中k11,q=0、k12,q=1及k21,q=-1为自耦合与交叉耦合系数（计算方法见文献[3]）。图1示例显示，在折射率扰动((δn/n)s)与正增益g0条件下，与标准DFB激光器不同，其交叉耦合系数始终与自耦合系数相当，这源于基模TE电场强z分量的特性。由于有源区孔洞中不存在的增益也构成周期性扰动，耦合系数具有增益依赖性；同时受慢光效应影响，这些系数随频率接近带边显著增大。因此，高频/高增益布洛赫模将承受更强的分布反馈效应。基于此模型，我们仿真了图2a所示激光腔结构（含泵浦有源区、低折射率后向无源镜，以及折射率等于（A型）、略高（B型）或略低（C型）有源区的前向无源缓冲层）。根据公式(1)计算的后向镜与缓冲层反射系数(S11)如图2a所示。通过求解满足rL(λ)·rR(λ,g0)=1的阈值条件（图2b），发现阈值增益随缓冲层周期数的变化趋势源于有源区与前向缓冲层分布反馈的相互作用：C型结构中缓冲层反馈占主导（较有源区增强近一倍），故阈值增益随前向反射增强而降低（类似FP激光器前镜反射增强效应）；而A/B型结构以有源区分布反馈为主导，阈值取决于有源区与缓冲层反射的干涉效应，其中B型呈现最小化阈值增益的最优周期数。

    关键词： 耦合模理论、FDTD模拟、光子晶体激光器、分布反馈、布洛赫模式

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 富含铟的InGaN/GaN太阳能电池通过等离子体和介电纳米光栅实现性能提升

    摘要： 在本研究中，我们提出了一种富铟InGaN/GaN p-i-n薄膜太阳能电池，其集成了双纳米光栅（NG）结构：电池背面为银纳米光栅（Ag-NGs），正面为氮化镓纳米光栅（GaN-NGs）。有限时域差分（FDTD）模拟结果表明，该双NG结构能将入射阳光耦合至等离子体与光子模式，从而拓宽太阳能电池的光吸收光谱范围。观测显示，相较于无纳米光栅、仅正面纳米光栅或仅背面纳米光栅的电池，采用双纳米光栅结构的电池具有显著增强的光吸收效果。对含双NG结构电池的光吸收分析表明：长波长吸收增强主要源于背面Ag-NGs，短波长吸收增强则主要来自电池正面的GaN-NGs。在AM1.5G太阳光照条件下计算得出，经优化的双NG结构使短路电流密度（Jsc）和光电转换效率（PCE）显著提升——非偏振光（TM与TE平均）下Jsc从17.88 mA/cm2增至23.19 mA/cm2（约30%增幅），PCE从15.49%提升至20.24%（约31%增幅）。此外，斜入射光研究表明，双纳米光栅电池的Jsc显著高于无纳米光栅电池。

    关键词： 宽带吸收、FDTD模拟、光捕获、表面等离子体、纳米光栅、氮化铟镓太阳能电池

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 自催化生长SnOx纳米锥用于有机发光二极管的光耦合输出增强

    摘要： 通过采用在低氧气氛中经热退火生长的SnOx纳米锥，有机发光二极管(OLED)的光提取效率得以提升。Sn沉积后经热处理即可轻松制备SnOx。通过改变Sn的沉积厚度可控制SnOx纳米锥的直径。这些SnOx纳米锥引发了强烈的米氏散射，从而降低了玻璃基板中的全内反射。因此，与参照器件相比，采用SnOx纳米锥的OLED外量子效率提高了23%。

    关键词： 米氏散射、SnOx纳米结构、光提取、有机发光二极管（OLED）、FDTD模拟

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 硫掺杂介/大孔g-C3N4连续通道球体增强光催化产氢及苯酚降解性能

    摘要： 通过一种原位创新方法，以毫米级多孔二氧化硅球为模板、硫脲为前驱体和硫源，成功合成了硫掺杂介/大孔g-C3N4球体（SMCN）。该SMCN具有毫米级球形形貌，球体内部存在20-80纳米连续通道，在可见光照射下其产氢速率（提升15倍）和苯酚降解速率（提升5倍）均显著高于原始g-C3N4，这主要归因于硫掺杂与造孔的协同效应：既增大了比表面积，又增强了传质效率并提升了电荷分离效率。值得注意的是，采用密度泛函理论（DFT）计算从原子层面进一步阐释了光催化增强的光学吸收机制，并结合有限时域差分（FDTD）模拟评估纳米级孔结构对光学吸收能力的影响，结果表明硫掺杂与介/大孔结构共同促进了光学吸收增强，这被认为是SMCN光催化性能提升的关键因素。

    关键词： 连续通道、FDTD模拟、光吸收、DFT、S掺杂

    更新于2025-09-10 09:29:36