TiO2 颗粒紫外区Mie散射特性

应用Mie散射理论对紫外光下TiO₂微粒光散射特性进行了理论分析与数值计算,得到了散射强度分布、偏振度与散射角、散射强度与参数X以及光学截面与粒子半径的关系。结果表明,前向散射强度随着粒子半径的增大而增强;当粒子半径为50 nm左右,散射截面和吸收截面达到最大值。     

基质折射率对金属粒子散射特性的影响

基于Mie散射理论,给出了金属粒子的散射、吸收和消光截面以及散射场强度的计算公式,并计算了三种金属(金、银、铜)粒子在不同折射率基质中的光学截面和散射强度.结果表明,在近红外区,这三种金属粒子的散射行为随基质折射率的变化规律相同,折射率越大散射特性越明显.     

Au/Ag复合纳米笼在表面增强拉曼光谱中的应用

表面增强拉曼光谱（SERS）技术是一种基于贵金属纳米结构基底对被检测物进行高灵敏度检测的一种方法.具有特殊纳米结构的贵金属表面受到激光的照射时，金属表面的自由电子会受到极大的振荡，当入射光频率与振荡频率相近时，则会发生表面等离子体共振现象（SPR），使金属表面的局域电场强度极大增强，入射光强度和散射光强度都得到成倍的放大，从而使吸附在贵金属纳米结构表面的分子的拉曼散射信号得到有效的增强.使用NaBH₄还原-酸刻蚀模板法，制备了八面体Au/Ag复合纳米笼，其形貌规整，尺寸均匀约为600 nm，无Cu₂O模板的残留，Au元素均匀负载在Ag纳米笼上，质量分数约为16.8%；Au/Ag复合纳米笼的紫外可见吸收峰相对于Ag纳米笼发生了红移，更重要的是，Au和Ag元素协同赋予了复合纳米笼超高的SERS灵敏度和重复性，Au/Ag复合纳米笼实现了对罗丹明6G的痕量检测（5×10^-14 mol/L），通过时域有限差分法（FDTD）模拟证实：这主要归因于等离子共振作用产生的高电磁场强度；此外，Au元素的加入使Au/Ag复合纳米笼具有优异的抗氧化性和化学稳定性，即使在1%的H₂O₂溶液中浸泡3 h，仍然能够保持优异的SERS性能.八面体Au/Ag复合纳米笼有望成为一种具有应用前景的高灵敏度、高稳定性的SERS基底.     

不同光滑度立方体氧化铁对液晶电光性能的改善

向列相液晶被广泛应用于液晶显示中,但是由于杂质的存在,会导致液晶的驱动电压变大,增加能耗。 为了降低阈值电压和饱和电压,通常向液晶中添加纳米颗粒来提高电光性能。 本文利用水热法制备了表面粗糙和光滑的两种立方体Fe₂O₃纳米颗粒,其形貌均匀,尺寸约550 nm。 将二者分别掺杂到向列相液晶E7中,结果表明,粗糙立方体Fe₂O₃/E7复合体系具有比光滑立方体Fe₂O₃/E7复合体系和向列相液晶E7更优的电光性能,且在掺杂质量分数为0.4%时,其电光性能达到最优,阈值电压和饱和电压分别降低9.9%和11.6%,对比度增大80%,响应时间降低至6.0 ms。 这归因于粗糙立方体Fe₂O₃具有足够的表面积和表面所带电荷更多,所以会更易吸附体系中的杂质离子和减弱杂质离子的屏蔽作用,从而提高了电光性能。     

复合金属粒子散射强度分布的计算与分析

根据Mie散射理论,对金银复合粒子的散射强度和偏振度进行了数值计算与理论分析,得到了散射强度、偏振度与散射角、入射波长及核壳大小之间的关系。结果表明,入射波长越大,前向散射越强,易出现线偏振光;而核壳半径越大,背向散射越弱,易出现退偏振现象。该结论对金银复合材料光学特性方面的开发和应用提供理论参考。     

松果状纳米氧化铁对液晶电光性能的影响

液晶材料被广泛应用于液晶显示器(LCD)中,但是由于液晶中杂质的存在,导致液晶的应用电压变大,增加了能耗。 为了降低应用中的阈值电压和饱和电压,通常向液晶中添加纳米颗粒来提高电光性能。 本文采用简单的化学沉淀法制备了形貌均一,大小尺寸均匀的松果状氧化铁(P-Fe₂O₃)纳米颗粒。 将其掺杂到向列相液晶4-氰基-4'-戊基联苯(4-cyano-4'-pentylbiphenyl,5CB)中,结果表明,掺杂质量分数为0.5%时,电光性能达到最优,阈值电压和饱和电压分别降低24.8%和45.2%,对比度增大46%,响应时间降低至17.6 ms,此性能优于相同条件下掺杂普通Fe₂O₃纳米颗粒的向列相液晶5CB,其阈值电压和饱和电压分别降低15%和16%。 这归因于松果状Fe₂O₃纳米颗粒可以在向列相液晶5CB中均匀分散,其粗糙的表面吸附了液晶中的杂质离子,减少了杂质离子的屏蔽效应,从而提高了电光性能。     

红外区金属氧化物反蛋白石光子晶体的安德森定域化研究

根据Mie散射理论,在低浓度近似下,对中红外区由金属氧化物构成的反蛋白石光子晶体的禁带的存在区域,即光子定域化区进行了研究。发现在浓度为10%,此类晶体在中红外区将出现多个光子禁带区域,并且计算了影响定域化区域的各种因素。由此可知利用材料在剩余射线带内折射率小于1的特性,我们可以制备出中红外区和远红外区存在禁带的光子晶体。这一结果为反蛋白石晶体的研究提供了理论方法。     

二维固-液声子晶体带隙特性的实验仿真

声子晶体的带隙特性受不同材料构成和填充率等条件的影响.本文基于时域有限差分法,实验仿真对比固-液、固-气和固-固二维声子晶体带隙特性,得出不同固体材料与水构成二维正方晶格圆柱声子晶体带隙特性,分析了填充率对钨-水结构声子晶体带隙特性的影响.研究结论对固-液声子晶体器件的制作提供参考.     

基于Mie散射理论的铌酸锂晶粒散射特性

基于Mie散射理论,对铌酸锂晶粒光散射特性进行了理论分析与数值计算,得到了散射强度分布、偏振度与散射角、散射强度与粒子尺寸参数,以及光学截面与粒子半径的关系。研究表明:前向散射占优势,并随粒子半径的增大而增强;当粒子半径为0.1 μm 左右,散射截面和吸收截面达到最大值。     

Dynamically tunable terahertz passband filter based on metamaterials integrated with a graphene middle layer

The dynamic tunability of a terahertz(THz) passband filter was realized by changing the Fermi energy(E_F) of graphene based on the sandwiched structure of metal-graphene-metal metamaterials(MGMs). By using plane wave simulation, we demonstrated that the central frequency( f_0) of the proposed filter can shift from 5.04 THz to 5.71 THz; this shift is accompanied by a 3 dB bandwidth(? f) decrease from 1.82 THz to 0.01 THz as the EFincreases from 0 to 0.75 eV.Additionally, in order to select a suitable control equation for the proposed filter, the curves of ? f and f_0 under different graphene EFwere fitted using five different mathematical models. The fitting results demonstrate that the Dose Resp model offers accurate predictions of the change in the 3 dB bandwidth, and the Quartic model can successfully describe the variation in the center frequency of the proposed filter. Moreover, the electric field and current density analyses show that the dynamic tuning property of the proposed filter is mainly caused by the competition of two coupling effects at different graphene EF, i.e., graphene-polyimide coupling and graphene-metal coupling. This study shows that the proposed structures are promising for realizing dynamically tunable filters in innovative THz communication systems.