请选择 进入手机版 | 继续访问电脑版

 找回密码
 注册
会员须知
会员须知
实用帮助
实用帮助
吾爱光设 首页 资讯 查看内容

硅纳米颗粒的规则阵列是提高纳米光子器件发光性能的关键

2020-7-22 23:34| 发布者: 天空很蓝| 查看: 932| 评论: 0

摘要: 纳米光子学研究光和物质如何在纳米尺度上相互作用,这一领域的发现对于纳米制造技术和未来的光子器件非常重要。直到最近,金属纳米粒子主要用于纳米光电器件。然而现在,半导体材料如硅被认为是纳米粒子。 来自埃因 ...


纳米光子学研究光和物质如何在纳米尺度上相互作用,这一领域的发现对于纳米制造技术和未来的光子器件非常重要。直到最近,金属纳米粒子主要用于纳米光电器件。然而现在,半导体材料如硅被认为是纳米粒子。

 

来自埃因霍温工业大学(TU/e)和京都大学的研究人员发表了两篇关于基于硅的纳米光子结构的关键论文。为了纪念2020年国际光日,一篇发表在ACS Photonics杂志上的论文被选为过去一年光子学领域的顶级论文之一。

 

纳米光子学研究的是纳米颗粒大小与光的波长近似相等时纳米颗粒与光的相互作用。控制这种所谓的共振响应对开发新的纳米制造技术和实际应用具有积极的意义,例如提高太阳能电池和led的效率以及光电探测器的灵敏度。

 

焦点转移到硅上

 

历史上,纳米光子学界使用金属纳米颗粒,粒子中的自由电荷在与入射电磁波(光)的电场相互作用后振荡。近年来,焦点已经转移到由半导体材料(如硅)制成的纳米颗粒上,在这种材料中,光与束缚在原子上的电子相互作用,而不是自由电荷。对于金属纳米粒子,光与半导体纳米粒子之间的相互作用可以表现为振荡或共振响应。

 

Jaime Gómez Rivas教授领导的光子集成研究所(IPI)和应用物理系的研究人员正与京都大学合作,积极研究半导体纳米结构在纳米光子学中的应用。最近,他们在高级光学材料和ACS光子学杂志上发表了两项重要发现。

 

有机材料与纳米硅的强耦合

 

一种新的研究途径涉及到强耦合机制,即光与纳米颗粒材料之间的相互作用足以改变材料的基本性质。事实上,杂化的结果是物质具有某些光特性,而光具有某些物质特性。当有机材料被用于光电器件时,一个关键问题是材料在光照下的降解以及电荷可以传播的短距离。强耦合将有助于限制这些负面影响。

 

Gabriel Castellanos及其同事在ACS Photonics上发表的第一篇论文中,实现了有机材料和多晶硅纳米颗粒阵列之间的电磁振荡的强耦合。这一发现为硅基材料在有机光电器件中的应用铺平了道路,这可能导致性能的提高。为了纪念国际光日(2020516日),本文被美国化学学会(American Chemical Society)出版的《ACS光子学》杂志选为20195月至20205月期间光子学领域最相关的24篇论文之一。

 

增强发光

 

在第二篇论文中,村井俊介及其同事证明了相互耦合的规则排列的多晶硅纳米粒子阵列(不同形状和大小)可以隔离电磁振荡。结果,当染料分子靠近阵列时,染料分子与硅纳米颗粒阵列之间更强的偶联导致从分子的光发射增强。例如,当与纳米颗粒阵列的电场耦合时,在某些方向观察到20倍的增强,而当与磁场耦合时,则得到五倍的增强。这可能会影响未来的LED设计。


鲜花

握手

雷人

路过

鸡蛋

最新评论

相关分类

下级分类

联系我们|本论坛只支持PC端注册|手机版|小黑屋|吾爱光设 ( 粤ICP备15067533号 )

GMT+8, 2024-3-29 21:44 , Processed in 0.078125 second(s), 17 queries .

Powered by Discuz! X3.5

© 2001-2024 Discuz! Team.

返回顶部