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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 具有等离子体纳米结构的颜色：全光谱综述

    摘要： 自古以来，等离子体结构色就启迪着人类智慧；玻璃工匠通过向玻璃中掺杂金属纳米颗粒实现绚丽色彩，由此打造出罗马莱克格斯杯和彩色玻璃等精美器物。这些迷人的滤色效应源于金属纳米颗粒中光与自由电子的共振耦合，即表面等离子体现象。随着纳米制造技术的持续进步，如今可精准设计纳米颗粒与结构的尺寸以形成"光学纳米天线"，从而实现对光学响应前所未有的精确调控。近年来，等离子体结构色领域取得迅猛发展。本综述系统梳理了各类等离子体滤色技术最新进展，并重点阐述其在多元应用场景中的实践价值。我们深入探讨了实现等离子体滤色效应的多种表面等离子体共振模式：首先回顾基于恒定光学纳米天线与环境条件的静态等离子体色彩发展历程，继而解析支持动态调色、消色与复色的新兴技术路径。这类动态滤色器不仅能主动改变滤色效果，其承载的颜色信息状态也远超静态系统，因而为高密度数据存储、信息加密及等离子体信息处理开辟了新途径。最后，我们展望了这一前沿研究领域面临的挑战与发展前景。

    关键词： 信息加密、表面等离子体、动态颜色调控、等离子体信息处理、等离子体结构色、光学纳米天线、高密度数据存储

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 横向电场调控掺杂碳纳米管二极管中量子输运的模拟

    摘要： 采用第一性原理和半经验方法研究了基于碳纳米管混合二极管的响应特性与输运特性。该结区通过半根纳米管掺杂与对另一半施加横向电场相结合的方式实现。计算在密度泛函理论与非平衡格林函数方法框架下进行，并探讨了此类整流器在光学纳米天线中的应用可能性。

    关键词： 密度泛函理论，非平衡格林函数方法，横向电场，掺杂碳纳米管二极管，量子输运，光学纳米天线

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [IEEE 2019国际工程会议(IEC) - 伊拉克埃尔比勒(2019年6月23日-25日)] 2019国际工程会议(IEC) - 等离子体蝴蝶结光学纳米天线照射下肿瘤组织中比吸收率与温度的评估

    摘要： 已开展多项潜在研究工作，致力于设计太赫兹频段不同维度与形状的天线结构，但光学频段的纳米天线仍具挑战性。本文提出一种用于肿瘤治疗的等离子体蝶形光学纳米天线设计与分析方案。该结构采用金和二氧化硅材料构建为蝶形构型，通过CST 2019版软件进行仿真。设计结构的共振波长为532纳米（对应金的共振特性），采用波导激励源获取最大吸收共振（反射率）波长，并综合考量纳米天线的近场与远场特性。在距参考平面1微米的共振波长处，等离子体纳米天线获得最大强度达8.77×101? W/m2。结果表明：当模拟肿瘤组织与纳米天线上缘接触且位于其正前方时，该组织的比吸收率（局部SAR）达6.94×1012 W/kg；计算得出肿瘤区域的温度分布为64℃。结论指出：该532纳米纳米天线获得的比吸收率及计算温度值，证实其可作为肿瘤组织治疗的理想点源。

    关键词： 等离子体学、蝶形结构、温度、比吸收率、光学纳米天线、肿瘤

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 高增益宽带片上混合等离子体V形纳米天线

    摘要： 本文提出一种基于耦合混合等离子体波导（CHPW）馈电的宽带混合等离子体V形纳米天线，以增加表面等离子体传播长度。通过遗传算法和有限元法分别解析与数值研究了CHPW参数，获取其色散关系和传播长度。该V形纳米天线具有约86%的相对带宽和98%的最大效率，可在850nm、1310nm和1550nm三个通信波长下收发光信号，对应实测增益分别达10.5dB、9.39dB和9.05dB。其沿天线轴线方向的主瓣辐射图型，使其特别适用于芯片间/内光无线链路与网络的点对点连接（本文对此进行了全面研究）。此外，为获取高光学功率信号并调节天线方向，本文研究了单排与方形两种阵列结构的天线性能，并探讨了其在能量收集与波束赋形中的应用。该纳米天线基于互补金属氧化物半导体技术可实现制备。

    关键词： 能量收集、光学纳米天线、无线互连链路、耦合混合等离子体波导

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 具有PT对称势的金属-介质-金属等离子体纳米天线的可调单向性

    摘要： 具有宇称-时间（PT）对称性的光子系统因其独特性质和非对称行为备受关注。本文提出一种具有PT对称势的等离子体纳米天线以实现单向散射功能。该等离子体纳米天线由三层金属层和两层介质层交替构成。当两个介质层具有相同损耗/增益系数κ时，该系统呈现PT对称特性。研究表明：被动结构（κ=0）即可实现单向散射；当感应电偶极（ED）和磁偶极（MD）模式分别满足第一或第二Kerker条件时，通过改变激发波长可在单一结构中实现前向与后向方向性的切换。此外发现非厄米参数κ会显著影响前向-后向辐射比光谱——通过调节κ可在宽频带内实现同波长辐射方向的逆转。将纳米天线排列成横向阵列时，主瓣角波束宽度可有效收窄至<6°。这些成果有助于理解有源-无源有限纳米结构的光学特性及其潜在应用，并为设计具有非对称可调响应的新型纳米结构提供新思路。

    关键词： 宇称-时间对称、可调谐、单向散射、Kerker条件、光学纳米天线、金属与介质混合结构

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 去润湿机制及其在大规模制备先进纳米光子系统中的应用

    摘要： 亚微米和纳米制造技术的最新进展催生了光学纳米天线和超表面等新型光子结构。这些先进光子结构的实际应用仍需在制造工艺的通量与成本效益方面进行大幅改进。由于具有操作简便和效果显著的特点，薄膜去润湿技术因其提升可扩展性和生产率的可行性而日益受到关注。本文综述了去润湿的机理与现象学特征，以增进对优化去润湿工艺条件和模板设计所需基础原理的理解。随后我们评述了利用模板化去润湿技术制备排列整齐的亚微米/纳米结构阵列的策略——这些结构在尺寸、形貌和排布上都具有精确可控性。重点探讨了去润湿结构在先进纳米光子学中的最新应用，尤其关注去润湿机理的开发利用。特别着眼于高重复性和高通量至关重要的应用场景：包括谐振光学纳米天线的制备，以及传感、着色、光伏和非线性光频转换等纳米光子学应用。我们期望本综述能为利用薄膜去润湿技术实现各类实用先进光子系统的工业化制备奠定基础。

    关键词： 光学纳米天线、界面不稳定性、等离子体激元学、全介质纳米光子学、纳米制造、先进光子应用、去润湿、薄膜

    更新于2025-09-04 15:30:14