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将能量定向导入跨越可见光谱的超波长非共振超表面。
摘要： 第10族金属（即镍、钯、铂）能催化多种化学反应，但其纳米粒子与光的弱相互作用阻碍了光催化应用的发展。相反，贵金属纳米粒子（特别是银和金）在可见光谱中呈现强烈的局域表面等离子体共振，但反应活性较低，限制了其光化学过程的适用范围和效率。我们在此展示了一种含单层钯纳米粒子新结构的设计、制备与表征，该结构可吸收超过98%的可见光。此外，通过调节支撑金属氧化物薄膜的厚度，可将吸收波长控制在整个电磁波谱可见光范围内。研究表明，吸收的能量集中于纳米粒子层——这对包括光催化和光热过程在内的能量转换应用至关重要。
关键词： 光催化、等离子体学、超表面、钯、热载流子、吸收体、临界耦合
更新于2025-09-23 15:23:52
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多层介电超材料中非周期序诱导的弱非局域性增强
摘要： 近期关于全介质多层超材料的研究表明，在极深亚波长层极限下通常观测到的可忽略不计的非局域效应（空间色散），可能因特定临界参数区间内出现的特殊边界效应而显著增强。迄今为止，这类现象在周期性与随机无序几何结构中均有发现，表现为有限尺寸超材料样品的精确光学响应与传统基于混合公式的有效介质理论模型预测之间存在显著差异。本研究聚焦Thue-Morse几何结构，首次尝试将上述研究拓展至介于完美周期性与无序之间的非周期有序多层结构中间态。我们发现，这类几何结构同样存在促进边界效应累积的临界参数范围，从而导致（原本微弱到可忽略的）非局域性显著增强。然而其作用机制与周期性情况存在本质差异，并展现出非周期有序特有的典型特征（如分形能隙、准局域态）。本研究成果表明，非周期有序在上述边界效应的形成中起关键作用，未来或可应用于光学传感器、吸收器及激光器等领域。
关键词： 吸收体、光学传感器、激光器、图厄-莫尔斯几何、非周期序、多层介电超材料、非局域性
更新于2025-09-23 15:21:21
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一种用于X波段和Ku波段传感应用的极化无关准TEM超材料吸收器
摘要： 本文介绍了一种用于X波段和Ku波段传感应用的双频超材料吸收器（MMA）环，其结构包含镜像反射的C形元件。该超材料由两个方形环谐振器和一个镜像反射的C形结构组成，在电磁波谱中呈现出两个独特的吸收频带。通过准TEM场分布分析了双频吸收器的共振频率机制及吸收特性。通过改变金属环尺寸可实现吸收频谱的可调性。采用基于有限积分技术（FIT）的CST微波工作室仿真软件对该超材料吸收器进行设计与分析，在13.78 GHz和15.3 GHz处分别实现了99.6%和99.14%的两个特定吸收峰值。实验测量的吸收结果与计算结果进行了对比验证。该双频吸收器在卫星通信和雷达系统的传感技术领域具有应用潜力。
关键词： X波段、传感、准TEM、吸收体、超材料、双频
更新于2025-09-23 15:21:21
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通过在金属-介质-金属结构中插入一个等效介电常数近零薄膜来定制吸收光谱
摘要： 本文通过解析方法提出并数值研究了调控金属-介质-金属（MDM）谐振器吸收带的方法。通过在MDM层间插入近零介电常数（ENZ）薄膜，利用ENZ模式与局域边缘等离子体模式的耦合效应可显著拓宽吸收带宽。研究基于大量仿真结果，给出了优化吸收率所需的各层厚度设计理论依据，并通过监测共振电场和磁场进一步探究了ENZ模式耦合产生的混合共振特性。该超材料吸收器在斜入射条件下可实现大带宽的高效吸收。本文提出的方法与结构在太阳能电池、光伏及传感应用领域的高度集成纳米结构中具有潜在应用前景。
关键词： 近零介电常数（ENZ）、吸收体、超材料
更新于2025-09-23 15:19:57
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Cu2CoSnS4-碳量子点（CCTS:CQD）纳米复合材料的新型合成方法：混合光伏的潜在光吸收材料
摘要： 为了降低量子太阳能电池的成本和加工难度，开发一种新型且简单的吸收层合成方法至关重要。本研究创新性地制备了Cu?CoSnS?-碳量子点（CCTS:CQD）纳米复合材料作为太阳能电池的吸光材料。通过直接热解CCTS前驱体与柠檬酸合成了该纳米复合材料，其中柠檬酸前驱体与CCTS的比例在0.1至0.7范围内变化。采用紫外-可见分光光度计在300-900纳米波长范围内研究了合成纳米复合材料的特性。CCTS:CQD具有依赖激发波长的动态光致发光特性。X射线衍射结果表明，CCTS:CQD纳米复合材料主要呈多晶结构。高分辨透射电子显微镜（HRTEM）证实了CCTS:CQD的形成，显示其尺寸约为3纳米。通过170°C的喷雾热解技术在玻璃/ITO基底上沉积了CCTS:CQD纳米复合材料薄膜。在黑暗和光照条件下进行的电流-电压（I-V）测试表明，CCTS:CQD薄膜具有良好的光电响应。本研究的目的是开发适用于薄膜太阳能电池的p型CCTS:CQD纳米复合材料吸收层。
关键词： 量子点、光响应、薄膜、纳米复合材料、吸收体
更新于2025-09-23 15:19:57
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一种用于设计多频带、偏振不敏感且宽角度石墨烯基太赫兹吸收器的新型分析方法
摘要： 本文提出一种基于电路模型的简单解析方法，用于设计多频带可调谐石墨烯吸收器。该研究通过流程图和方程式简化了多频带吸收器的设计流程。虽然仅研究了圆盘形石墨烯吸收器，但我们认为该方法可推广至所有已建立电路模型的石墨烯结构。为验证方法准确性，我们设计了多个多频带吸收器并通过全波数值建模进行验证。此外，通过分析结构制备灵敏度研究了所提模型的可靠性，并探讨了制备误差对多频带吸收光谱的影响。该吸收器在主动太赫兹超材料、可调滤波器和传感器等领域具有应用潜力。圆盘形石墨烯吸收器具有偏振不敏感、宽角度吸收及结构简单易实现的优点。利用石墨烯费米能级可调的特性，还能实现对多频带吸收频率的调控。
关键词： 电路模型、吸收体、石墨烯太赫兹、可调带宽、传输线法
更新于2025-09-23 10:13:17
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超灵敏且可调谐的双频段完美吸收体作为等离子体传感器
摘要： 本文展示了一种用于近红外光谱区域传感应用的双频段可调谐吸收器，该吸收器与纳米级金属-介质-金属（MDM）结构耦合。该结构在吸收率和反射率光谱中呈现偶极共振模式，从而在宽入射角范围内对TE偏振光产生吸收增强效应。通过数值与解析研究，我们改变入射偏振、几何参数、填充介质及等离子体超表面材料，探究了包括灵敏度（SS）、品质因数（FoM）和品质因子（Q）在内的结构性能参数。此外，我们研究了灵敏度随等离子体超表面形状的变化关系，证明其响应性能优于其他方法。结果表明：就折射率单位（RIU）而言，可设计出具有超高灵敏度的可调谐传感器，在折射率变化Δn=0.0458时达到最大灵敏度1240.8 nm/RIU。在所提出的双频段吸收器最优设计中，获得Q因子123.45和FoM值44.5。该结构还可用于调控光传播，当采用银作为等离子体超表面时，实现了高达680的慢光因子。本研究成果将应用于未来具备超高灵敏度的传感器领域。
关键词： 吸收体、纳米结构、等离子体传感器、减速因子、超表面
更新于2025-09-19 17:13:59
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[IEEE 2019年第31届国际微电子会议(MIEL) - 塞尔维亚尼什(2019年9月16日至18日)] 2019年IEEE第31届国际微电子会议(MIEL) - 探讨MXenes在等离子体应用中的潜力：超越石墨烯
摘要： MXenes是一类新兴的二维（2D）材料，由前过渡金属的碳化物、氮化物或碳氮化物组成。由于MXenes具有金属型导电性及其二维结构，它们是替代目前等离子体学中使用的导电材料（尤其是石墨烯）的理想候选材料。然而，MXenes在等离子体学和超材料中的应用仍处于萌芽阶段，几乎所有相关研究都发表于近几年来。本文首先探讨了MXenes的一些制备方法，随后分析了与等离子体学相关的MXenes的光学和电子特性（特别是复相对介电常数的光谱色散）。接着，我们综述了MXenes在等离子体学中的一些应用报道，包括基于表面等离子体共振（SPR）的传统化学和生物传感器、基于超表面的光学吸收器、MXene基纳米天线，以及一些在非线性光学中的潜在应用。此外，我们还提出了一些MXenes在等离子体学中的新用途，例如化学和生物纳米传感器、具有可变纳米孔宽度的超吸收器等。我们认为，迄今为止MXenes在等离子体学中的应用仅触及了潜在实用器件、结构和效应的冰山一角。
关键词： 吸收体、传感器、介电常数、MXenes材料、等离子体激元学、二维材料
更新于2025-09-12 10:27:22
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[电气工程讲义] 信号处理与通信进展 第526卷（ICSC 2018精选会议录）|| 具有频率可控性的主动偏振不敏感超薄超材料吸收器
摘要： 本文研究了超薄方形有源超材料吸收器的设计与模拟特性。所提出的吸收器单元是一种四重对称结构，由安装在方形环内的耶路撒冷十字架及四个引脚二极管组成。通过同时切换这四个二极管的开/关状态，该超材料结构的吸收响应可从单频带切换为双频带，并具有偏振不敏感特性。
关键词： FSS（频率选择表面）、有源、吸收体、超材料、偏振不敏感
更新于2025-09-10 09:29:36
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利用单一光子结构实现吸收器、反射器和发射器
摘要： 本通信研究了一种基于超材料的单根光子晶体光纤（PCF），用于实现吸收器、反射器和发射器功能。通过平面波展开法进行的模拟研究表明，光子晶体光纤的晶格间距、空气孔直径以及材料特性对实现上述功能具有重要影响。此外，本工作的创新点在于单根PCF结构即可同时具备吸收器、反射器和发射器功能。
关键词： 发射器、超材料、吸收体、光子晶体光纤、反射器
更新于2025-09-10 09:29:36