光與物質(zhì)的相互作用是很多物理和化學過程的基礎。而尋找通用和可信賴的方法來提高材料的光捕獲能力在能源儲存和轉(zhuǎn)換領域至關重要,其中,納米材料的發(fā)展為光控制領域提供了前所未有的機會,尤其是納米等離子學。等離子體共振效應（LSPR）是在入射光的照射下,金屬表面的導帶電子在電磁場的驅(qū)動下發(fā)生相干振蕩,這些振蕩會被局域在金屬-電解質(zhì)界面�；诘入x子體共振效應,等離子材料可以按需設計,并且具有增強的光收集能力,可用于很多不同的應用領域,從光學超材料超表面、生物檢測、納米光學器件到能源儲存和轉(zhuǎn)換等。然而,金屬等離子體材料不可避免的存在吸收損失,而且材料比較局限,目前使用最多的等離子體材料是金銀銅等金屬材料,其自由電子密度很高(10²⁰-10²³ cm^-3),這也限制了共振頻率主要分布于紫外到近紅外波段。除了貴金屬之外,研究人員已經(jīng)在石墨烯、重摻雜半導體及過渡金屬氧化物和硫化物材料體系中觀測到相應的等離子體共振信號。相較于貴金屬材料,半導體等離子體材料不僅具備相似的LSPR調(diào)諧性,最關鍵的優(yōu)勢在于通過元素摻雜、缺陷控制、相變等手段,他們的... 

【文章來源】：鄭州大學河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

目前納米等離子體學的研究領域[4]

1 緒論可以顯著增強納米晶附近的電場，進一步引起一系列新的光與物，如等離子體基元增強光譜學，諧波產(chǎn)生，光學納米天線，等離真空 Rabi 裂分，等離子體基元引發(fā)光熱轉(zhuǎn)換和光化學轉(zhuǎn)換等[6-8]。材料可以通過在合成中調(diào)節(jié)他們的尺寸和形貌來調(diào)控他們的 LSP米晶在這個方面尤為特出。此外，當金屬等離子體材料與其他材的光與物質(zhì)的相互作用會引起一系列獨特的光學和光譜學現(xiàn)象，場結(jié)合時也產(chǎn)生了很多新的研究領域，如等離子體激元增強光譜學、電磁-等離子體學、等離子耦合和非線性等離子體學等。金屬在我們?nèi)粘Ｉ钪凶畲蟮臐摿υ谟隍?qū)動納米等離子體學的發(fā)展，在化學生物檢測、光熱治療、光生成像等領域具備極大的應用潛力離子體激元衰減時可以產(chǎn)生活化的電子，也被稱為熱電子，可以能轉(zhuǎn)換效率、引發(fā)化學反應等[10]。半導體等離子體材料

圖 1.3 薄膜太陽能電池中等離子體促進光吸收模型[26]。Figure 1.3 Plasmonic light-trapping geometries for thin-film solar cells.光伏器件，可以將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，已經(jīng)被認為是一種極有潛力的方法來大范圍生產(chǎn)電能，光電轉(zhuǎn)換也是現(xiàn)在人類利用太陽能的熱點，目前全世界的太陽能發(fā)電板總裝量已達 305 GW 左右，而在 2010 年的時候，這一數(shù)字還僅為 50 GW。一般來說，光伏器件中吸收材料的厚度需要達到足夠的厚度以保證


本文編號：2922170