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表面等离子体激元增强薄膜太阳电池研究进展

半导体光电 2011年第2期32卷 158-164页

作者：陈凤翔汪礼胜祝霁洺武汉理工大学理学院物理科学与技术系武汉430070

表面等离子体激元共振是金属纳米结构非常独特的光学特性,对基于表面等离子体激元共振的纳米结构体系的研究已形成了一门新兴的学科,即表面等离子体光子学。可以利用金属纳米颗粒光散射、近场增强以及高度局域的表面等离子体极化激元增... 详细信息

表面等离子体激元共振是金属纳米结构非常独特的光学特性,对基于表面等离子体激元共振的纳米结构体系的研究已形成了一门新兴的学科,即表面等离子体光子学。可以利用金属纳米颗粒光散射、近场增强以及高度局域的表面等离子体极化激元增强薄膜太阳电池光吸收,提高电池转换效率。当前,表面等离子体光子学应用于太阳电池的设计已成为国际上光伏研究迅猛发展的一个热点。文章主要介绍表面等离子体激元增强薄膜太阳电池光吸收的原理及其在光伏器件中应用的最新研究进展。

关键词：表面等离子体激元薄膜太阳电池陷光金属纳米颗粒

金纳米柱阵列表面等离子体激元与J-聚集分子强耦合作用

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物理学报 2016年第23期65卷 63-68页

作者：赵泽宇刘晋侨李爱武徐颖吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点联合实验室长春130012 中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室成都610209 西安交通大学机械工程学院西安710049

采用脱模工艺制备了表面光滑的金纳米柱阵列结构,这种加工方法操作简单、可重复性强,可以将形貌相同的纳米柱阵列结构大批量复制到不同衬底上.采用这种金纳米柱阵列结构激发表面等离子体激元并实现了其与J-聚集染料分子的强耦合作用.在... 详细信息

采用脱模工艺制备了表面光滑的金纳米柱阵列结构,这种加工方法操作简单、可重复性强,可以将形貌相同的纳米柱阵列结构大批量复制到不同衬底上.采用这种金纳米柱阵列结构激发表面等离子体激元并实现了其与J-聚集染料分子的强耦合作用.在所制备的杂化耦合体系中,观测到了200 meV的拉比劈裂值.进一步通过调节金纳米柱阵列的周期来改变耦合强度,在反射谱中观测到了强耦合存在的标志性实验证据:耦合杂化态对应能量的反交叉曲线.这种简单并可以大批量制备的强耦合杂化体系对于促进强耦合作用在纳米等离子体器件中的广泛应用具有积极意义.

关键词：强耦合拉比劈裂表面等离子体激元 J-聚集

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表面等离子体激元的若干新应用

中国光学与应用光学 2010年第5期3卷 432-439页

作者：雷建国刘天航林景全高勋厉宝增长春理工大学理学院吉林长春130022

表面等离子体激元(SPPs)是在金属和介质界面传播的一种波动模式。本文首先叙述了SPPs的相关特性和激发方式,给出了一种基于表面等离子体激元共振(SPR)场增强原理产生相干极紫外辐射的方法,利用该方法可极大地提高光源的光子流量。分析了... 详细信息

表面等离子体激元(SPPs)是在金属和介质界面传播的一种波动模式。本文首先叙述了SPPs的相关特性和激发方式,给出了一种基于表面等离子体激元共振(SPR)场增强原理产生相干极紫外辐射的方法,利用该方法可极大地提高光源的光子流量。分析了SPPs在生物及医疗领域的新应用,并对其在治疗癌症方面的技术原理进行了讨论。介绍了SPPs在新型光源和能源领域的发展和应用情况,综述了SPPs在太阳能电池、光子芯片以及集成电路方面的新工艺和新技术,包括最近几年来所取得的一些重要成果。最后讨论了SPPs在光存储方面的快速发展和巨大贡献。

关键词：表面等离子体激元表面等离子体共振纳米光子学

表面等离子体激元在涂覆石墨烯的领结型纳米线光波导中的传输特性研究

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量子光学学报 2017年第3期23卷 276-289页

作者：吴晓婷田晋平李禄杨荣草山西大学物理电子工程学院山西太原030006 山西大学现代教育技术学院山西太原030006

本文设计并研究了一种关于介质板对称的涂覆石墨烯的领结型纳米线波导结构,利用有限元法(FEM)对波导所支持的表面等离子体激元的传输特性进行研究。通过调整结构的几何参数和电磁参数研究了表面等离激元模式的有效折射率、模式传播长度... 详细信息

本文设计并研究了一种关于介质板对称的涂覆石墨烯的领结型纳米线波导结构,利用有限元法(FEM)对波导所支持的表面等离子体激元的传输特性进行研究。通过调整结构的几何参数和电磁参数研究了表面等离激元模式的有效折射率、模式传播长度、归一化模式面积、品质因数以及模式的场分布特性。研究发现,该结构对电磁场模式具有良好的模式束缚特性,传播长度大于2μm,归一化的模式面积接近10-5的量级,并且具有较高的品质因数。这种结构在未来微纳光电器件领域实现超紧密光学集成中具有潜在的应用前景。

关键词：石墨烯表面等离子体激元传输特性

电子注激励微纳缝阵列耦合表面等离子体激元（英文）

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电子科技大学学报 2016年第4期45卷 707-711页

作者：龚森胡旻钟任斌陈晓行张平赵陶刘盛纲电子科技大学物理电子学院成都610054 电子科技大学太赫兹科学协同创新中心成都610054

提出了一种电子注激励表面等离子体激元(SPPs)的新机制。平行运动电子注首先激励微纳缝阵列上的仿表面等离子体激元(MSPPs),以被激励的MSPPs为源耦合激励金属表面的相干可调的SPPs。数值计算与粒子模拟的结果表明该激励方式对于激励SPP... 详细信息

提出了一种电子注激励表面等离子体激元(SPPs)的新机制。平行运动电子注首先激励微纳缝阵列上的仿表面等离子体激元(MSPPs),以被激励的MSPPs为源耦合激励金属表面的相干可调的SPPs。数值计算与粒子模拟的结果表明该激励方式对于激励SPPs具有重大的优势。基于这种机制,SPPs能被距离金属表面任意远的电子注有效激励耦合。耦合激励的SPPs的衰减时间与被激励的MSPPs一致,其场幅值比同等条件下电子注直接激励的SPPs场幅值大两个数量级。因此,这种新的激励机制可能对SPPs的应用具有重大意义。

关键词：耦合激励电子注微纳缝阵列表面等离子体激元

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损耗对表面等离子体激元压缩态的影响

物理学报 2011年第2期60卷 260-263页

作者：李巍王永钢杨伯君北京邮电大学理学院北京100876

表面等离子体激元是金属表面电子集体振荡,它以波的形式在金属和介质之间的界面中传播.近期Huck等证明等离子体激元可以处在压缩态,本文利用量子光学的热库理论,研究金波导损耗对表面等离子体激元压缩态的影响,并对Huck等的实验结果给... 详细信息

表面等离子体激元是金属表面电子集体振荡,它以波的形式在金属和介质之间的界面中传播.近期Huck等证明等离子体激元可以处在压缩态,本文利用量子光学的热库理论,研究金波导损耗对表面等离子体激元压缩态的影响,并对Huck等的实验结果给与理论解释.

关键词：表面等离子体激元压缩态热库理论

一种石墨烯波导褶皱激发表面等离子体激元的设计（英文）

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光子学报 2016年第2期45卷 40-45页

作者：朱君秦柳丽傅得立宋树祥广西师范大学电子工程学院广西桂林541004 广西师范大学数学与统计学院广西桂林541004

设计了褶皱石墨烯波导结构激发表面等离子体激元,通过设计周期阵列结构实现了表面等离子体激元传播损耗的补偿.理论分析了周期阵列结构的表面等离子体激元传播模型和补偿损耗的方式,结果表明褶皱衍射激发表面等离子体激元波导不仅能够... 详细信息

设计了褶皱石墨烯波导结构激发表面等离子体激元,通过设计周期阵列结构实现了表面等离子体激元传播损耗的补偿.理论分析了周期阵列结构的表面等离子体激元传播模型和补偿损耗的方式,结果表明褶皱衍射激发表面等离子体激元波导不仅能够激发表面等离子体激元,还能利用表面等离子体激元波矢关系实现器件参数控制,周期阵列增益全程补偿损耗的方式可以显著增加表面等离子体激元的传播距离.数值分析结果进一步表明:该结构具备了保持亚波长尺寸的强局域化优势;周期阵列增益全程补偿可以显著提高纳米腔中的电场强度,降低传输损耗;波导结构的粒子反转水平较高,自发辐射噪声的扰动较低.设计的石墨烯波导器件可以为微纳光学集成、光子传感和测量等领域提供理想的亚波长光子器件.

关键词：亚波长光学表面等离子体激元周期褶皱结构周期阵列结构纳米腔

三层不对称人工电磁材料界面处表面等离子体激元的理论研究

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光学学报 2008年第8期28卷 1601-1610页

作者：曹迪张惠芳陶峰上海大学理学院物理系上海200444

从p和s偏振出发,研究了由常规材料/左手材料/负介电常数材料、及常规材料/左手材料/负磁导率材料这两种三层不对称结构界面上表面等离子体激元(Surface plasmon polaritons,SPPs)的存在区域、色散曲线及其激发。观察到表面等离子体激元... 详细信息

从p和s偏振出发,研究了由常规材料/左手材料/负介电常数材料、及常规材料/左手材料/负磁导率材料这两种三层不对称结构界面上表面等离子体激元(Surface plasmon polaritons,SPPs)的存在区域、色散曲线及其激发。观察到表面等离子体激元的性质强烈地依赖于人工电磁材料的组成参量,例如介质板的厚度和等离子体的频率。最后,使用衰减全反射(Attenuated total reflection,ATR)技术,探究了激发和观察表面等离子体激元的可能性,并针对p和s偏振两种情况计算了衰减全反射光谱。

关键词：光学材料人工电磁材料表面等离子体激元衰减全反射方法不对称界面

加入增益介质的表面等离子体激元耦合共振波导传输特性理论研究

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物理学报 2011年第11期60卷 585-589页

作者：沈云范定寰傅继武于国萍南昌大学物理学系南昌330031 武汉大学物理科学与技术学院武汉430072

将增益介质加入金属环构成的表面等离子体激元耦合共振波导,利用传输矩阵及时域有限差分方法研究了不同增益系数下该耦合共振波导的透射谱线、色散关系以及群折射率.结果表明,增益介质共振频率附近的反常色散及正常色散变化能有效影响... 详细信息

将增益介质加入金属环构成的表面等离子体激元耦合共振波导,利用传输矩阵及时域有限差分方法研究了不同增益系数下该耦合共振波导的透射谱线、色散关系以及群折射率.结果表明,增益介质共振频率附近的反常色散及正常色散变化能有效影响由共振波导几何结构决定的色散关系曲线,且具有相反的效果,分别使其变得平坦和陡峭,从而放大和缩小由共振波导几何结构决定的群折射率.另外,增益系数随外加抽运光改变的特点使得加入增益介质的耦合共振波导具有传输性能可灵活调节特性.文章的研究对促进耦合共振波导在高密度光学集成中的广泛应用具有积极意义.

关键词：增益介质耦合共振波导表面等离子体激元群折射率