三維光子晶體由于其內(nèi)部不同折射率介質(zhì)材料的周期性排列,會(huì)產(chǎn)生禁止特定波長(zhǎng)的光傳播的光子禁帶。通過改變光子晶體的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)光子禁帶位置進(jìn)行調(diào)諧實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波的調(diào)控。光子晶體產(chǎn)生的慢光效應(yīng)和光子局域化被廣泛應(yīng)用于增強(qiáng)熒光材料發(fā)光。半導(dǎo)體二維材料單層二硫化鉬（MoS₂）因其獨(dú)特的光電性能,被廣泛用于發(fā)光器件和電子柔性器件中。但是由于其厚度的限制,單層二硫化鉬的發(fā)光強(qiáng)度仍然較弱,因此,采取措施增強(qiáng)單層二硫化鉬的光致發(fā)光意義重大。主要利用光子晶體的禁帶作用增強(qiáng)單層二硫化鉬的光致發(fā)光,之后模擬仿真了光子晶體與金屬納米結(jié)構(gòu)共同作用增強(qiáng)單層二硫化鉬的光致發(fā)光。首先,通過垂直沉降法制備出三維光子晶體結(jié)構(gòu),通過調(diào)整其結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)諧禁帶位置。再將通過化學(xué)氣相沉積法制備得到的單層二硫化鉬轉(zhuǎn)移到光子晶體表面,使二硫化鉬的吸收峰與光子晶體的禁帶反射峰重合。被局域在光子晶體表面的光子與二硫化鉬的激子發(fā)生能量轉(zhuǎn)移,產(chǎn)生Rabi分裂,單層二硫化鉬的激子濃度大大增加,進(jìn)而增強(qiáng)其光致發(fā)光強(qiáng)度。將光子晶體與U型分裂環(huán)金屬納米結(jié)構(gòu)陣列結(jié)合,通過FDTD模擬計(jì)算了U型分裂環(huán)的等離子體效應(yīng)與光子晶體的禁帶共同作用... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

反蛋白石光子晶體增強(qiáng)TNT檢測(cè)靈敏度對(duì)生物溶液特別是人體體液中某成分比如抗原、抗體的濃度變化的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-4-圖1-2反蛋白石光子晶體進(jìn)行生物抗原濃度監(jiān)測(cè)還有研究者利用光子禁帶位置變化檢測(cè)溶液中DNA濃度的變化。將水凝膠微球制成反蛋白石結(jié)構(gòu)，然后在結(jié)構(gòu)中固定檢測(cè)探針(DNA交聯(lián)劑)。當(dāng)反蛋白石浸入到檢測(cè)溶液中時(shí)，DNA目標(biāo)序列會(huì)與交聯(lián)劑雜交促使光子晶體中的水凝膠產(chǎn)生微縮，當(dāng)?shù)鞍资Ц窠Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，對(duì)應(yīng)的光子禁帶發(fā)生變化，光子晶體的表征光譜發(fā)生變化。通過反射譜峰值變化的定量估算被測(cè)液中DNA濃度。1.2.2MoS2的應(yīng)用概述場(chǎng)效應(yīng)晶體管常應(yīng)用于微量生物或者污染物檢測(cè)，而且具有靈敏度高、微型易轉(zhuǎn)移和響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)，各種半導(dǎo)體材料都被用于場(chǎng)效應(yīng)管。場(chǎng)效應(yīng)管通道材料在吸附了被檢測(cè)目標(biāo)之后其導(dǎo)電性會(huì)發(fā)生一定的變化，根據(jù)導(dǎo)電材料導(dǎo)電量的變化大小估算被測(cè)目標(biāo)物的含量。新型半導(dǎo)體材料二硫化鉬具有例如載流子遷移率高和比表面積大等優(yōu)點(diǎn)，被作為一種優(yōu)異的傳感材料應(yīng)用于場(chǎng)效應(yīng)管器件上。將少數(shù)層MoS2作為通道材料構(gòu)成的場(chǎng)效應(yīng)晶體管可用于生物監(jiān)測(cè)。生物液體內(nèi)特定蛋白質(zhì)的檢測(cè)在醫(yī)療診斷上有重大意義。D.Sarkar研究小組就利用場(chǎng)效應(yīng)晶體管檢測(cè)了液體中鏈霉親和素的含量[9]，如圖1-3，文章作者用四層MoS2作場(chǎng)效應(yīng)管的傳感通道材料構(gòu)成生物蛋白質(zhì)檢測(cè)器，之后用生物素對(duì)MoS2半導(dǎo)體材料進(jìn)行功能化處理，當(dāng)含有目標(biāo)物分子鏈霉親和素的液體被放到傳感器上時(shí)，作為抗體的生物素與鏈霉親和素會(huì)發(fā)生相互作用，因而被功能化的導(dǎo)電性材料的性能就會(huì)下降，導(dǎo)致電流發(fā)生變化。人們根據(jù)電流變化值的大小對(duì)鏈霉親和素進(jìn)行定量估算，目前，約為100fM濃度的鏈霉親和素可以被測(cè)量到，這種方法原理簡(jiǎn)單，靈敏度很高。

第1章緒論-5-圖1-3MoS2場(chǎng)效應(yīng)管檢測(cè)鏈霉親和素含量場(chǎng)效應(yīng)管不僅可以用于生物檢測(cè)，在污水檢測(cè)方面也有應(yīng)用。水污染對(duì)人體健康具有極大危害，研究人員采用很多方法對(duì)水污染中的有害物質(zhì)進(jìn)行定性定量檢測(cè)。Li等人就設(shè)計(jì)出基于MoS2的場(chǎng)效應(yīng)傳感器對(duì)污水中亞硝酸鹽離子進(jìn)行檢測(cè)[10]，如圖1-4。首先設(shè)計(jì)制造以MoS2為傳感通道的場(chǎng)效應(yīng)管，而后在傳感通道上覆蓋一層亞硝酸鹽離子載體，使得污水溶液中只有亞硝酸鹽離子才能通過。通過載體薄膜的亞硝酸鹽離子會(huì)沉積到MoS2表面上，位于兩側(cè)電極中間起到負(fù)電壓的作用，進(jìn)而導(dǎo)致MoS2材料內(nèi)電子密度降低引起傳感器內(nèi)電流發(fā)生變化。同理，人們可以通過電流變化的大小對(duì)亞硝酸鹽離子的濃度進(jìn)行估算。而且，如果在傳感器上覆蓋不同種類的離子載體薄膜，就可用于分析污水中不同種類的重金屬離子含量。圖1-4MoS2場(chǎng)效應(yīng)管檢測(cè)污水中亞硝酸鹽離子含量利用太陽(yáng)能進(jìn)行水解制備氫氣是制氫工業(yè)中常用的方法，光催化劑在促進(jìn)水解中起著重要作用，而大多數(shù)的光催化劑的效率較低，不能滿足大產(chǎn)量、高效益制氫的需要，如何延緩光生電子-空穴對(duì)的重組成為研究者的重要研究方向。如圖1-5所示，Kun等研究小組設(shè)計(jì)制備了混合納米結(jié)構(gòu)層增強(qiáng)氫氣的生成活性[11]。首先，作者制備單層石墨烯納米片，將納米片切割成小片并在上面生長(zhǎng)制備MoS2，而后在MoS2/石墨烯上負(fù)載CdS納米顆粒。這種CdS/MoS2/石墨烯復(fù)合材料具有大比表面

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]光子晶體與等離子體共振效應(yīng)增強(qiáng)光致發(fā)光及其應(yīng)用探索[D]. 王鶴.吉林大學(xué) 2018
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碩士論文
[1]二硫化鉬復(fù)合物制備及其在染料敏化太陽(yáng)能電池中應(yīng)用[D]. 董飛燕.西安科技大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3454199