研究目的
采用简便的薄膜-胶体纳米粒子组装方法,研究可见光波段具有宽带近完美吸收特性的等离子体超材料吸收器(MAs)的制备及其光学性能。
研究成果
该研究成功展示了一种简便方法,用于制备在可见光区域具有宽带近完美吸收的等离子体超材料阵列(MAs)。这些超材料阵列展现出高吸收效率,且可通过调节几何参数进行定制。该方法在太阳能收集和光热器件应用方面具有潜力。
研究不足
该研究未探讨金属有机框架(MAs)在环境条件下的长期稳定性,也未评估其在实验室外实际应用中的表现。同时,该方法在工业应用中的可扩展性亦未被论及。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用自下而上的方法,通过静电自组装技术在Al-SiO2薄膜上组装胶体八面体金纳米颗粒(Au NPs)来制备等离激元金属阵列(MAs)。具体包括真空磁控溅射法沉积薄膜和静电自组装法排列纳米颗粒。
2:样本选择与数据来源:
合成的胶体八面体金纳米颗粒被组装在Al-SiO2薄膜上,其光学特性通过紫外-可见-近红外分光光度计和椭圆偏振仪进行表征。
3:实验设备与材料清单:
扫描电子显微镜(ZEISS ULTRA PLUS-43-12)、紫外-可见-近红外分光光度计(Lambda 1050,珀金埃尔默)、椭圆偏振仪(SENTECH-SE850)、扫描白光干涉仪(布鲁克,NP FIEX)、真空磁控溅射系统(NSC-4000)。
4:2)、紫外-可见-近红外分光光度计(Lambda 1050,珀金埃尔默)、椭圆偏振仪(SENTECH-SE850)、扫描白光干涉仪(布鲁克,NP FIEX)、真空磁控溅射系统(NSC-4000)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:包括溅射Al和SiO2薄膜、合成金纳米八面体以及将其组装在薄膜上。通过光学表征和模拟分析吸收特性。
5:数据分析方法:
采用时域有限差分模拟(CST MicroWave Studio)对电磁响应进行建模,并与实验数据进行对比。
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SEM
ZEISS ULTRA PLUS-43-12
ZEISS
Characterization of the thickness of the SiO2 and Al films and the morphology and the surface density of the Au nanoctahedron.
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UV-Vis-NIR spectrophotometer
Lambda 1050
Perkin Elmer
UV-Vis-NIR absorption/reflection spectra measurements.