首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 187 毫秒
1.
理论设计了介质光栅/金属薄膜与银纳米立方体复合结构,通过有限元方法数值模拟计算了该结构中的超高电场增强因子.使用442nm波长的激光作为表面等离子体的激发光源,研究不同尺寸银纳米立方体的消光谱以及不同光栅周期和厚度的反射光谱,得到的该复合结构的最优参数为:光栅周期312nm,厚度90nm,银纳米立方体70nm.在最优参数条件下,数值模拟了复合结构中的电场增强分布,介质光栅/金属薄膜与银纳米立方体复合结构由于存在局域表面等离子体和传播表面等离子体的共振耦合,使得光栅脊与银纳米立方体下顶点接触处热点的电场增强因子高达1.53×106.该复合结构产生的超高电场增强因子,有望应用于表面增强拉曼散射的研究.  相似文献   

2.
提出了一种中红外波段下探究表面等离子体在石墨烯与硅光栅混合结构中传输安德森局域的方法.在石墨烯片下设计一维随机硅光栅结构来实现石墨烯表面等离子体随机硅光栅.通过调节石墨烯的费米能级来改变由硅光栅的无序引起的石墨烯表面等离子体安德森局域的共振波长.当费米能级是0.6eV时,局域石墨烯表面等离子体在随机硅光栅结构中的场强强度比在周期性硅光栅结构中大70倍.该结构有望应用于可调集成滤波器,宽带调制器以及等离子体传感器等.  相似文献   

3.
陈泳屹  秦莉  佟存柱  王立军 《物理学报》2013,62(16):167301-167301
表面等离子体可以将光子局域在金属表面附近, 并形成很强的近场能量密度, 可以大大提高金属表面附近分子的发光效率和光电转换吸收材料的利用率, 从而提高发光器件和光电转换器件的效率. 本文研究了在一维周期性金属-介质混合结构的光栅中表面等离子体激元的耦合条件, 给出了耦合效率随着结构和填充因子的变化, 并证明了在光栅的填充因子较高以至光栅的金属间隔较小时, 光子耦合成为表面等离子体的效率较高, 可以达到94%以上. 关键词: 表面等离子体激元 填充因子 光栅 吸收光谱  相似文献   

4.
鉴于极化激元对介电环境异常敏感的特性,本文中提出了双曲材料六方氮化硼(hBN)和石墨烯与相变材料二氧化钒(VO2)组成的异质结构,用来研究hBN声子极化激元(PhPs)的主动可调谐性.研究结果表明,通过控制hBN/VO2异质结构中VO2相变可实现对hBN PhPs的主动调谐,获得主动可调谐的自发发射(SE)率.当在hBN/VO2异质结构中添加石墨烯时,会在hBN双曲线带内耦合产生双曲等离子体-声子极化激元(HPPPs),而在双曲线带外产生表面等离子体-声子极化激元(SPPPs),通过控制VO2相态和调节石墨烯化学势亦可实现石墨烯/hBN/VO2异质结构的耦合色散及SE率的主动调谐.该研究为使用诸如相变材料和石墨烯等功能材料调谐各向异性光学材料与光的相互作用机制提供了理论指导.  相似文献   

5.
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.  相似文献   

6.
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.  相似文献   

7.
表面等离激元共振技术具有无需标记、灵敏度高、实时检测等优点,已广泛应用于生物医疗、环境监测及食品安全等领域。相对于传统贵金属材料表面等离激元共振传感器而言,铝表面等离激元共振传感器具有价格低廉、共振光谱带宽小等优点,已逐渐成为了该领域的研究热点。针对铝材料存在与生物分子兼容性差、易氧化等缺点,利用石墨烯化学稳定性好、比表面积大、抗氧化能力强、生物兼容性好等独特优势,将其作为与被测分子直接接触的传感层,提出了一种石墨烯覆盖铝纳米光栅的表面等离激元共振传感器。首先,基于多物理场有限元仿真软件建立了该传感器的物理模型,分别分析了石墨烯层数和铝光栅结构参数(占空比、高度、周期)对传感器共振光谱的影响。结果表明,石墨烯与铝光栅的复合有效增强了入射光波与传感器的相互作用,采用单层石墨烯与铝光栅复合时,共振峰具有最窄的光谱带宽。当铝纳米光栅结构Λ=600 nm,H=40 nm,η=70%时,光谱反射率为零。进一步分析了结构优化后的传感器的传感特性。结果表明,单层石墨烯覆盖铝纳米光栅传感器具有最高的品质因数24.5 RIU-1,其灵敏度高达626 nm·RIU-1。该传感器具有探测精度高、分子兼容性好等优点,能为生化分析、环境监测和食品安全等领域提供一个新的绿色传感平台。  相似文献   

8.
利用窄刻槽金属光栅实现石墨烯双通道吸收增强   总被引:5,自引:0,他引:5       下载免费PDF全文
高健  桑田  李俊浪  王啦 《物理学报》2018,67(18):184210-184210
构建基底/窄刻槽金属光栅/覆盖层/石墨烯结构,利用金属光栅激发的表面等离子体激元共振和窄光栅刻槽支持的法布里-珀罗共振,在可见光波段实现单层石墨烯的双通道吸收增强,并结合简化模型估算出双吸收通道所在位置.在波长462和768 nm处,石墨烯的光吸收效率分别为35.6%和40.1%,相比石墨烯本征光吸收率的增强均超过15.5倍.进一步研究发现由于短波处吸收增强源于金属光栅的表面等离子体激元共振,其吸收特性受覆盖层厚度、刻槽深度和宽度变化的影响较小;而由于长波处吸收增强源于窄刻槽中的法布里-珀罗共振,因此呈现出良好的角度不敏感吸收特性.  相似文献   

9.
为了提高顶入射有机薄膜太阳能电池(TOSCs)的光吸收效率,我们将周期性矩形光栅结构引入到TOSCs中,分析了具有光栅结构的空气/Ag_1/有源层/Ag_2/空气(IMIMI)结构理想模型中复合表面等离子激元(SPPs)与微腔模式的耦合机制。通过调节光栅周期和有源层厚度,实现了复合SPPs、微腔模式以及有机材料本征吸收3个区域的重合。由于复合SPPs与微腔模式的反交叉耦合作用形成了表面等离子体-微腔激元,其局域场增强作用有效地提高了有源层的光吸收效率,提高了近19%。  相似文献   

10.
利用离散偶极近似(Discrete Dipole Approximation,DDA)方法系统研究金属/石墨烯复合纳米阵列的消光特性,考察金属基底和石墨烯纳米阵列尺寸对局域表面等离子体共振峰位和强度的影响,以及研究不同基底厚度比条件下纳米复合阵列的电场分布、规律和物理本质。仿真结果表明,当保持金属基底厚度不变时,Ag/Au/石墨烯复合纳米阵列的局域表面等离子体共振峰随石墨烯原子层数的增大而增大,共振波长发生微小红移;当保持八根石墨烯层柱和银基底厚度不变时,随金银厚度比的增大,消光光谱发生蓝移;Ag/Au/石墨烯复合纳米阵列银层表面的电场强度为最强,石墨烯纳米棒阵列的电场强度较强。  相似文献   

11.
邓红梅  黄磊  李静  陆叶  李传起 《物理学报》2017,66(14):145201-145201
本文设计并数值研究了一种石墨烯加载的不对称金属纳米天线对结构.利用石墨烯费米能级的动态调控特性,实现了电控表面等离激元的单向传输.类似于传统的三明治型纳米天线结构,设计的不对称金属纳米天线对结构可以等效为两个共振的磁偶极子,由于磁偶极子辐射电磁波的干涉,将导致单向传输效应.通过计算腔中的电场分布,发现石墨烯的调谐能力与石墨烯区域的电场强度成正比关系.以上现象都可以通过等效电路模型进行理论解释.此外,该结构具有小尺寸、高效率、宽带宽和易于光电集成等优点,在未来的光子集成与光电子学领域将具有重要的应用.  相似文献   

12.
张永元  罗李娜  张中月 《物理学报》2015,64(9):97303-097303
金属纳米线波导可以将光局域在亚波长尺度内传播, 在纳米光子集成回路方面有着重要的作用. 本文应用有限元方法, 研究了十字结构银纳米线的表面等离极化激元分束特性. 结果表明, 不同模式的表面等离极化激元在十字结构三个分支的输出依赖于端面的几何结构参数. 此外, 研究还发现由于不同模式表面等离极化激元叠加, 在十字结构的分支上出现了周期性电场分布.  相似文献   

13.
Guided-mode resonance in a diffraction band of multilayer dielectric gratings may lead to a catastrophic result in laser system, especially in the ultrashort pulse laser system, so the inhibition of guided-mode resonance is very important. In this paper the characteristics of guided-mode resonance in multilayer dielectric grating are studied with the aim of better understanding the physical process of guided-mode resonance and designing a broadband multilayer dielectric grating with no guided-mode resonance. By employing waveguide theory, all guided-wave modes appearing in multilayer dielectric grating are found, and the incident conditions, separately, corresponding to each guided-wave mode are also obtained. The electric field enhancement in multilayer dielectric grating is shown obviously. Furthermore, from the detailed analyses on the guided-mode resonance conditions, it is found that the reduction of grating period would effectively avoid the appearing of guided-mode resonance. And the expressions for calculating maximum periods, which ensure that no guided-mode resonance occurs in the requiring broad angle or wavelength range, are first reported. The above results calculated by waveguide theory and Fourier mode method are compared wit each other, and they are coincident completely. Moreover, the method that relies on waveguide theory is more helpful for understanding the guided-mode resonance excited process and analyzing how each parameter affects the characteristic of guided-mode resonance. Therefore, the effects of multilayer dielectric grating parameters, such as period, fill factor, thickness of grating layer, {\it et al.}, on the guided-mode resonance characteristic are discussed in detail based on waveguide theory, and some meaningful results are obtained.  相似文献   

14.
石墨烯中等离激元具有特殊的光电性质,其和入射光的强烈耦合可以引起光吸收的增强.本文基于时域有限差分法和多体自洽场理论研究了等离激元对处于光学谐振腔中的石墨烯光吸收的影响.由于石墨烯中等离激元与入射光动量和能量不匹配而不能直接相互作用,因此石墨烯上施加了金属光栅结构.研究发现光栅结构能够对入射光进行动量补偿并且能够引起其下石墨烯中的电场强度产生很大程度增强,从而导致在该石墨烯结构中太赫兹等离激元和入射光发生强烈耦合而产生太赫兹等离极化激元,同时引起石墨烯光吸收的增强.希望本文能够加深对石墨烯光电特性的理解以及可以为基于石墨烯的太赫兹光电装置提供一定的理论依据.  相似文献   

15.
The structural,electronic,and magnetic properties of the Nd-doped Rare earth aluminate,La_(1-x)Nd_xAlO_3(x = 0%to 100%) alloys are studied using the full potential linearized augmented plane wave(FP-LAPW) method within the density functional theory.The effects of the Nd substitution in La AlO_3 are studied using the supercell calculations.The computed electronic structure with the modified Becke–Johnson(m BJ) potential based approximation indicates that the La_(1-x)Nd_xAlO_3 alloys may possess half-metallic(HM) behaviors when doped with Nd of a finite density of states at the Fermi level(E_F).The direct and indirect band gaps are studied each as a function of x which is the concentration of Nddoped La AlO_3.The calculated magnetic moments in the La_(1-x)Nd_xAlO_3 alloys are found to arise mainly from the Nd-4f state.A probable half-metallic nature is suggested for each of these systems with supportive integral magnetic moments and highly spin-polarized electronic structures in these doped systems at E_F.The observed decrease of the band gap with the increase in the concentration of Nd doping in La AlO_3 is a suitable technique for harnessing useful spintronic and magnetic devices.  相似文献   

16.
We study surface plasmon polaritons excited on two-dimensional three-order dendritic structures. Previous studies show that split ring resonators (SRRs)
can be used to obtain magnetic resonance, thus sustaining surface waves behaving like surface plasmon polaritons (SPPs). In this paper, we obtain detailed results on surface plasmon polaritons of several different grating structures and theoretically prove that this kind of structures can sustain SPPs. Besides, since dendritic structures can be fabricated by double template-assisted electrochemical deposition, it is worth noting that fabrication of SPP-based materials might be much easier.  相似文献   

17.
The transmission guided-mode resonance filters are implemented by integration of diffraction grating into classical thin films to produce high efficiency in the central wavelength and arbitrarily low sideband response over a quite large spectral range. Transmission guided-mode resonance filters require considerable fewer thin films to acquire narrow line width and high peak transmission in the central wavelength compared with classical multilayer high-reflectance coatings with a stack of quarter-wave thickness. The properties of transmission filters with single/double waveguide grating in the different layers of high refection stacks are compared each other. It is demonstrated that the narrow line width transmission filters can be abstained with only two different materials.  相似文献   

18.
高Tc超导体的反铁磁理论计算   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
杜安  魏国柱  聂惠权 《物理学报》1992,41(10):1686-1693
考虑到高Tc超导材料层状桔构特点,从三维各向异性Hubbard模型出发,在大U时导出了自旋波线性近似下的有效哈密顿量。利用格林函数运动方程技术,计算了系统的子晶格磁化强度、内能、比热、平行磁化率和垂直磁化率等物理量。结果表明,层间和层内反铁磁耦合强度之比δ=J/J对这些物理量有重要影响。在低温T?2J(2+δ)/kB下,确定了特征温度T0=2J(2δ(2+δ))1/2/kB,分别给出了T?T0和T?T0时,这些物理量的渐近表达式。 关键词:  相似文献   

19.
It is generally admitted that the extraordinary transmission of metallic grating with very narrow slits is mainly due to the excitation of surface plasmons on the upper and lower interfaces of the grating. We show that the surface plasmon contribution is not the prime effect and that waveguide mode resonance and diffraction are responsible for the extraordinary transmission. Additionally and surprisingly, we reveal that the transmittance of subwavelength metallic gratings is always nearly zero for frequencies corresponding to surface plasmon excitation. This finding implies that surface plasmons play a negative role in the transmission.  相似文献   

设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号