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一种基于InAsSb/(Al)GaSb带间跃迁量子阱红外探测器将波长延伸至中波长的方法
摘要： 一种将带间跃迁量子阱光电探测器的工作波长从扩展短波红外拓展至中波红外的方法被提出。在改进的InAsSb量子阱中，用AlSb/AlGaSb替代GaSb，使势垒材料的价带降低，第一限制能级(E1)高于势垒材料价带，能带结构形成II型结构。光电流光谱显示，所制备的光电探测器在78K下呈现1.9μm至3.2μm的响应范围，在2.18μm和3.03μm处具有两个峰值。
关键词： 能带计算，InAsSb/AlSb/AlGaSb量子阱，带间跃迁，光电探测器
更新于2025-09-23 15:21:01
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金纳米棒中热载流子的反斯托克斯发射
摘要： 近期，关于等离子体纳米颗粒发光起源的讨论十分激烈。这种发光作为表面增强拉曼散射的背景存在，尽管量子产率较低，却因其光稳定性被用于新型传感和成像应用。虽然表面等离子体作为增强天线的作用已获广泛认可，但关于发光机制的主要争议在于：它究竟源于热载流子的辐射复合（光致发光），还是电子拉曼散射（非弹性光散射）。我们先前将金纳米棒的斯托克斯位移发光解释为珀塞尔效应增强的热载流子辐射复合。本文特别研究了不同长径比单根金纳米棒在带间跃迁阈值上下波长连续激光激发下的反斯托克斯发光。通过分析斯托克斯与反斯托克斯发光强度比得出的温度值，只能解释为来自激发电子分布而非热平衡声子群——即便未使用脉冲激光激发。与该结果及先前超快激光发光研究一致的是，上转换发光的功率依赖性呈非线性，并给出了随发射波长变化的参与光子平均数。我们的发现表明，热载流子和光致发光在上转换发光中起主要作用。
关键词： 表面等离子体共振、反斯托克斯拉曼光致发光、带间跃迁、带内跃迁、热电子温度、金纳米粒子
更新于2025-09-22 19:17:10
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石墨烯光子学 || 光电特性
摘要： 在前一章中，我们考虑了由带间跃迁贡献的石墨烯表面光学电导率eσ(ω)，该参数表征了石墨烯在高频区域的光学响应——当通过忽略跃迁所涉态的有限弛豫时间而将弛豫率设为零时，其实部由公式(3.106)给出。利用该表面光学电导率我们发现：单层石墨烯在光谱区域具有约2.3%的近似恒定吸收率。然而在低频区域，前一章获得的表面光学电导率eσ(ω)并不适用。例如当设定ω=0来求取直流表面电导率eσ(0)时，会发现其值同样为零，这与第二章获得的直流表面电导率存在矛盾。这种差异源于：前一章给出的eσ(ω)仅包含光子与电子从价带跃迁至导带的带间吸收，而第二章给出的直流表面电导率完全来自价带内或导带内载流子的带内跃迁贡献。
关键词： 光电性质、表面光学电导率、带内跃迁、石墨烯、带间跃迁
更新于2025-09-16 10:30:52
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金纳米颗粒修饰的过渡金属二硫化物纳米片中的等离激元热空穴转移
摘要： 本研究利用瞬态吸收光谱技术（TA），探究了金纳米颗粒（AuNP）修饰的单层至少层过渡金属二硫化物（TMD）纳米片中的光生载流子动力学。TA检测发现，在共价键合AuNP修饰的MoSe?和WSe?中均存在长寿命光诱导吸收（PIA）特征。这种长寿命PIA特征仅源于AuNP修饰的MoSe?和WSe?中Au的直接带间激发，而不会出现在带内激发过程或AuNP修饰的MoS?与WS?中?；赬射线/紫外光电子能谱及既有理论研究，我们提出该PIA信号源自AuNP向相邻TMD的热空穴转移，从而形成电荷分离态。这表明金属-半导体界面的电荷分离可用于延长带间激发产生的热空穴寿命。该发现可能为利用等离激元耗散路径产生适用于太阳能驱动光捕获与催化的长寿命载流子提供重要突破。
关键词： 二硒化钼、热载流子、瞬态吸收、载流子动力学、带内跃迁、带间跃迁、超快光谱学
更新于2025-09-12 10:27:22
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锐钛矿相二氧化钛纳米管阵列的光调谐直流电导：长程电荷输运特性
摘要： 本文展示了锐钛矿型TiO?纳米管阵列（aTNTAs）在激光脉冲辐照下、处于本征吸收带内外时的光激活直流电导相关实验结果。研究发现，由于强烈的电荷-声子耦合、大量浅能级陷阱以及相邻纳米管间的跳跃传导，所研究aTNTAs中载流子的迁移率和扩散系数极低。我们认为，在直流电导值较大时，阵列结构内因过剩电子与空穴局部浓度差异产生的限制电场会抑制漂移电流。此时此类aTNTAs的直流电导主要由可移动载流子的扩散主导。为解释实验结果，我们提出了一个描述激光辐照下aTNTAs直流电导演变的循环动力学模型。
关键词： 锐钛矿纳米管、激光辐照、直流电导、乌尔巴赫能量、漂移电流、带间跃迁、扩散电流、电荷迁移率
更新于2025-09-10 09:29:36
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光照射增强甲烷参与的二氧化碳还原：镍纳米粒子尺寸依赖光学特性的案例研究
摘要： 合成了Ni/Al2O3催化剂和块状Ni纳米颗粒（Ni颗粒平均尺寸为2.7-238.0 nm），并评估其在甲烷二氧化碳光还原反应（CRM）中的性能。研究发现，在0-1.07 W cm?2光强范围内，Ni基催化剂的催化活性几乎随光强呈线性增长，这种活性提升归因于Ni颗粒的光学特性。波长依赖性研究表明：较小Ni纳米颗粒的光学特性主要由Ni局域表面等离子体共振（LSPR）主导，而较大Ni颗粒的活性提升则逐渐由带间跃迁作用增强。据我们所知，这是首次研究Ni纳米颗粒尺寸相关的光学特性，同时该研究为提高Ni基催化剂在二氧化碳利用中的效率奠定了基础。
关键词： 镍纳米颗粒，带间跃迁，二氧化碳光还原，局域表面等离子体共振，光催化
更新于2025-09-10 09:29:36
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超快缺陷动力学：采用非晶硒薄膜实现全光宽带开关的新方法
摘要： 光学开关比电子器件具有更高的切换速度，但大多数情况下利用有源介质的带间跃迁实现切换，这会导致信号严重损耗。本文展示了一种简单而高效的超快宽带全光开关技术——在a-Se薄膜的亚带隙区域（本征吸收极弱）实现皮秒量级切换。该光学开关现象源于能隙中形成局域态且具有强电子-声子耦合的短寿命瞬态缺陷。我们通过第一性原理模拟对这些过程进行建模，结果与实验数据相符。
关键词： 电子-声子耦合、光开关、带间跃迁、全光宽带开关、第一性原理模拟、非晶硒薄膜、超快缺陷动力学、亚带隙区域、瞬态缺陷
更新于2025-09-04 15:30:14
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超薄导体实现高效红外光驱动二氧化碳还原
摘要： 利用低光子能量的红外光同时将二氧化碳和水转化为碳氢化合物和氧气仍是一项巨大挑战。本研究设计了一种超薄导体系统，其中特殊的部分占据能带作为媒介，既能保证红外光吸收，又能满足理想的能带边缘位置要求；而超薄结构则提升了电荷分离速率与表面氧化还原动力学性能。以低成本且地壳储量丰富的硫化铜（CuS）为例，我们首先制备了超薄CuS层——通过温度依赖性电阻率、价带谱及理论计算证实其具有金属特性。同步辐射光电子能谱与紫外-可见-近红外光谱显示，金属态CuS原子层可在红外光照射下实现新型的带内-带间协同跃迁，产生的电子与空穴能同时参与二氧化碳还原与水氧化反应。结果表明，在红外光照射下，CuS原子层展现出近100%的选择性一氧化碳产率（生成速率为14.5微摩尔/克·小时），且催化性能经96小时测试后无明显衰减。简言之，凭借超高导电性与独特部分占据能带的特性，导电金属硫化物与金属氮化物等丰富导体材料有望成为高效的红外光响应光催化剂。
关键词： 带内-带间跃迁、超薄、二氧化碳还原、导体、红外光
更新于2025-09-04 15:30:14