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用于高温等离子体应用的耐热金-钛酸钡纳米级混合超材料
摘要： 通过一步脉冲激光沉积(PLD)法制备的Au-BaTiO3纳米复合薄膜作为混合超材料，其热稳定性已通过两种方法进行研究：一种是退火后进行透射电镜(TEM)分析的离位退火研究，另一种是在TEM中进行的原位加热研究。离位退火研究表明，XRD分析显示沉积态薄膜与经600°C不同时间(1、3、6和30小时)退火后的薄膜均具有良好的结晶度。包括透射/反射光谱、椭圆偏振仪和拉曼光谱在内的光学测量结果表明，该混合超材料薄膜在可见光至近红外波段展现出静态局域表面等离子体共振(LSPR)峰和双曲色散特性，具有优异的光学性能。离位退火样品的TEM结果与原位加热TEM结果均显示，经过长时间高温退火后无明显微观结构变化，表明Au-氧化物混合材料具有高热稳定性，适用于未来的高温等离子体应用。
关键词： 结晶度、局域表面等离子体共振、原位、双曲色散、混合超材料、热稳定性、非原位
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过金相几何结构调控实现自组装氧化物-金属杂化薄膜的可调光学性能：从纳米柱到纳米盘
摘要： 等离子体氧化-金属杂化纳米结构由于氧化物与金属组分间的纳米尺度相互作用而展现出前所未有的光学特性。精确控制光学构筑单元的几何形貌与排列方式是实现系统性能定制化的关键，从而满足多样化纳米光子学应用需求。本研究采用一步脉冲激光沉积技术制备了系列厚度的自组装BaTiO3-Au垂直排列纳米复合薄膜。通过减薄膜厚，Au相几何形貌有效从纳米柱调控为纳米盘，其长径比（高度/宽度）从≈4.0变化至≈1.0。实验光谱与数值模拟结果表明：由于Au长径比与自由电子密度的改变，通过调控薄膜厚度可在可见至近红外波段有效调谐局域表面等离子体共振与双曲色散波长。该研究为杂化氧化-金属纳米结构的光学响应调控提供了可行方案，为全光集成器件用新型光学元件的设计与制备开辟了广阔可能。
关键词： 可调谐性、混合纳米结构、等离子体金纳米结构、局域表面等离子体共振、双曲色散
更新于2025-09-12 10:27:22
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硅基上混合等离子体金-钛酸钡超材料集成
摘要： 硅基纳米尺度超材料的集成是实现低成本、可扩展光子集成电路的关键步骤。本研究在硅衬底上成功制备了具有高度各向异性光学特性的自组装外延金-钛酸钡（Au-BTO）杂化超材料。通过在硅衬底上沉积薄缓冲层叠（<20纳米）的氮化钛和钛酸锶（STO），确保了Au-BTO杂化薄膜的外延生长。详细的相组成与微观结构分析表明Au-BTO薄膜具有优异的结晶性和外延质量。通过调控薄膜生长条件，可有效改变金纳米柱的密度与尺寸，从而实现对可见光及近红外波段可调谐局域表面等离子体共振（LSPR）峰与双曲色散迁移等高度可定制光学特性的精准调控。该研究为未来复杂硅基集成光子学中外延杂化氧化物-金属等离子体超材料与硅的集成提供了可行性验证。
关键词： 硅集成、双曲色散、局域表面等离子体共振（LSPR）、氧化物-金属纳米复合材料、混合等离子体超材料
更新于2025-09-12 10:27:22