光或者電磁波在人類社會(huì)發(fā)展中一直占據(jù)著舉足輕重的地位。隨著現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)的進(jìn)步,人們對(duì)光子的調(diào)控達(dá)到了嶄新的高度。其中,如何實(shí)現(xiàn)對(duì)光子完全吸收一直是光子調(diào)控基礎(chǔ)與應(yīng)用研究關(guān)鍵目標(biāo)之一。近年來(lái),利用等效介質(zhì)理論的人工亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)形成的超材料完美吸收體已經(jīng)受到廣泛關(guān)注,并在能量收集、Raman光譜增強(qiáng)、非線性光學(xué)、傳感器、熱探測(cè)器、隱身技術(shù)、選擇性熱輻射體、成像技術(shù)、通信等領(lǐng)域展現(xiàn)了顯著的作用和巨大的應(yīng)用潛力。通常,超材料吸收體是利用貴金屬亞波長(zhǎng)周期性結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)光子完全吸收。然而,構(gòu)造亞波長(zhǎng)周期性結(jié)構(gòu),尤其是可見(jiàn)波段的亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)只有數(shù)十納米尺寸,需要特殊技術(shù)工藝,一定程度上制約了超材料吸收體的大面積、低成本的制造。此外,超材料吸收體基于等離激元共振產(chǎn)生完美吸收作用,一般需要貴金屬去滿足等離激元共振的條件,而貴金屬介電函數(shù)不可調(diào),限制了非結(jié)構(gòu)性調(diào)控和應(yīng)用的發(fā)展。本論文圍繞超材料吸收體和等離激元耦合效應(yīng),研究突破上述兩方面限制的可行性,分別利用無(wú)序結(jié)構(gòu)和重?fù)诫s半導(dǎo)體在可見(jiàn)到近紅外波段實(shí)現(xiàn)了完美吸收效應(yīng),通過(guò)關(guān)聯(lián)等離激元耦合與自由電子定向運(yùn)動(dòng)研究無(wú)序結(jié)構(gòu)以及重?fù)诫s半導(dǎo)體中的等離激元耦合效應(yīng)。本論... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所)上海市

【文章頁(yè)數(shù)】：111 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 表面等離激元
    1.2 等離激元材料研究
    1.3 電磁超材料
    1.4 等離激元超材料吸收體
        1.4.1 超材料吸收體發(fā)展?fàn)顩r
        1.4.2 超材料吸收體的原理及應(yīng)用
    1.5 其他類型吸收體
    1.6 本論文的研究意義與與主要研究?jī)?nèi)容
        1.6.1 研究意義
        1.6.2 主要研究?jī)?nèi)容
2 可見(jiàn)波段無(wú)序超材料吸收體的研究
    2.1 前言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 原料、生長(zhǎng)設(shè)備和表征手段
        2.2.2 制備步驟
    2.3 結(jié)果與分析
        2.3.1 實(shí)驗(yàn)優(yōu)化及參數(shù)摸索
        2.3.2 Au NPs/Zn O/Ag結(jié)構(gòu)形貌的表征
        2.3.3 Au NPs/Zn O/Ag結(jié)構(gòu)的光學(xué)性質(zhì)表征及分析
    2.4 襯底選擇性研究
    2.5 無(wú)序超材料吸收體理論模型
    2.6 本章小結(jié)
3 可見(jiàn)波段倒置結(jié)構(gòu)超材料吸收體的研究
    3.1 前言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 原料、生長(zhǎng)設(shè)備和表征手段
        3.2.2 制備步驟
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)優(yōu)化及參數(shù)摸索
        3.3.2 反向Au NPs/Al2O3/Metal film結(jié)構(gòu)性質(zhì)表征及分析
    3.4 金屬薄膜對(duì)等離激元耦合的調(diào)控作用
    3.5 本章小結(jié)
4 重?fù)诫s半導(dǎo)體超材料吸收體的研究
    4.1 前言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 原料、生長(zhǎng)設(shè)備和表征手段
        4.2.2 制備步驟
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 理論分析
        4.3.2 AZO薄膜光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)研究
        4.3.3 AZO/Zn O多層周期性薄膜光學(xué)性質(zhì)研究
    4.4 Drude模型下AZO中等離激元耦合作用研究
        4.4.1 AZO顆粒/介質(zhì)層/薄膜之間耦合作用研究
        4.4.2 AZO/Zn O多層周期性薄膜之間耦合作用研究
    4.5 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄A
附錄B
附錄C
作者簡(jiǎn)介及攻讀學(xué)位期間主要成果



本文編號(hào)：3073291