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由硅纳米球和单层WS?组成的异质结构中的共振耦合：一种磁偶极子介导的能量转移过程
摘要： 光-物质共振耦合是基础研究及光子学与光电子学应用中长期受关注的课题。本研究探究了介电纳米球磁偶极模式与单层半导体二维激子间的共振耦合。通过用单层WS?包裹单个硅纳米球，我们理论证明：由于纳米球磁偶极模式与WS?中A激子间存在强能量转移，在散射能谱图中观察到以反交叉行为为特征的共振耦合现象，其模式分裂达43 meV。与涉及等离子体纳米腔的激子-等离子体复合体不同，这种全介质异质结构中的共振耦合对硅纳米球核与WS?壳层间距不敏感。此外，两个分裂模式展现出不同的光散射方向性。我们进一步通过在WS?单层上沉积不同直径的硅纳米球并收集环境条件下所得异质结构的散射光谱，实验验证了该共振耦合效应。通过温度扫描还实现了对共振耦合的主动调控。这些发现凸显了该全介质异质结构作为研究纳米尺度强光-物质相互作用坚实平台的潜力。
关键词： 磁偶极模式、二维材料、共振耦合、二维激子、硅纳米球
更新于2025-09-23 15:23:52
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具有空气稳定发光特性的嵌入式二维钙钛矿纳米片
摘要： 二维（2D）钙钛矿因其激子的巨大振子强度跃迁和高发光特性，成为光电子应用领域极具前景的一类纳米结构。然而，其面临的主要挑战在于表面配体工程和环境稳定性问题。本研究证明，通过将Cs4PbBr6纳米片厚度减至约7.6纳米（该尺度与CsPbBr3的激子玻尔半径相当），可在Cs4PbBr6基质中形成空气稳定的准二维CsPbBr3纳米片（NPLs）。辐射寿命随温度升高呈线性增长的现象证实了激子的二维行为特征。此外，宽带隙的Cs4PbBr6发挥着表面钝化与?；ぷ饔茫沟酶貌牧衔扌杈馄坠碳淳弑赣帕嫉墓庵路⒐庑阅?，并在空气中保持超过一个月的稳定性。本工作展示了一种独特的钙钛矿纳米材料准二维异质结构，既可作为研究激子复合动力学的实验平台，也有望应用于高性能光电器件领域。
关键词： 二维激子、异质结构、发光、卤化铅钙钛矿
更新于2025-09-23 12:17:17
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用于高效三光子吸收的层状杂化钙钛矿：理论与实验观察
摘要： 多光子吸收技术在多个领域具有应用潜力，例如利用亚带隙能量光子提升太阳能电池转换效率、通过同步吸收多个红外光子实现低于带隙的光电探测以产生光电流，或用于高分辨率三维成像的光频上转换技术。为增强半导体材料中的多光子吸收，探索低维激子是重要策略之一。本研究提出了一种量子微扰理论，揭示了有机-无机杂化钙钛矿多层晶体中二维激子引发的巨大三光子吸收（3PA）增强效应。理论预测在1100纳米波长处，最大三光子吸收系数可达2-7 cm3 GW?2量级——这是目前室温下所有二维及体相半导体材料报道的最高值。理论与实验结果的精确吻合明确证实了二维激子在增强三光子吸收过程中的关键作用。该理论进一步预测，在极低温条件下共振三光子吸收系数至少还能提升两个数量级。这些发现对于理解层状杂化钙钛矿中二维激子引发的巨型三光子吸收现象至关重要，可能为将红外光能高效转化为电能或高频光发射/激光开辟新途径。
关键词： 非线性光学、三光子吸收体、二维激子、混合钙钛矿
更新于2025-09-04 15:30:14