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表面等离激元光俘获及在光电转换器件中的应用
Date:2017/10/13     Browse:65

Speaker:   Prof. Yanxia Cui

Time:         Oct. 13, 15:30 – 16:30  

Location:   Room 1A-200, SIST Building

Inviter:     Prof.  Xiong Wang

Abstract:

表面等离激元超常光吸收及其与在半导体光电子器件中的应用传统光学在发展过程中面临诸多原理性的障碍,其中衍射极限问题严重制约了显微、微加工、光操控等多个领域的发展。表面等离激元效应,一种存在于金属表面自由电子的相干集体振荡,打破了这一限制。表面等离激元模式的等效波长可远小于真空波长,并可在亚波长区域显著增强电磁场的强度,实现了纳米尺度的光操控。因而,表面等离激元器件具有传统光学结构无法比拟的诸多超常特性,如超常光俘获、近场场增强、超常光透射、超分辨成像等。表面等离激元的超常光俘获性能已被世界高度重视。传统器件将电磁能量通过介质弛豫、电子欧姆损耗、能级跃迁等方式转化为其他形式的能量,如热能、电能等。在这些能量转换过程中,效率往往不高,且材料固有的工作波段一般无法满足实际应用的需求。基于表面等离激元效应可显著增强器件对入射光波吸收的效率和带宽,并且响应频谱范围可以通过结构进行设计,突破了传统技术的限制,有望在光热及光电器件领域发挥重要价值。具有宽带光俘获性能的表面等离激元器件可直接用作太阳能光热元件,而表面等离激元增强的光电转换器件有望实现更轻薄、更高效的光电器件组件。报告人对基于表面等离激元的宽带/多带光俘获器件及增强型光电转换器件进行了系统地研究;采用一维周期排列的楔形金属/介质复合薄膜制成了超宽带表面等离激元光俘获器件,阐释了其物理机理为慢波模式的激发;实验上证实了多尺寸金属纳米腔共振单元复合可以拓宽光俘获的带宽;采用相位共振模式杂化实现了多带宽光俘获器件;揭示了在太阳能电池中掺入金属纳米颗粒对器件光吸收及电学性能的影响规律;设计了多种金属纳米光栅增强型光电转换器件;采用自组装或纳米压印技术将金属纳米光栅引入太阳能电池提高了光电转换性能;为开发高性能纳米光子/光电子能源器件提供了新方法、新思路,对提高太阳能利用率等方面具有重要的科学意义。

Bio:

崔艳霞教授长期从事表面等离激元理论与应用方面的研究,以可激发表面等离激元的金属纳米结构为对象,深入探究了其对光吸收、光传播等的调控机理,提出了人造慢波超宽带吸波材料等具有新结构、新机理的纳光子器件;并在传统光电子器件中引用表面等离激元结构,旨在突破传统器件中由于材料固有的吸波波段及较弱的陷光能力等不足,实现具有优异性能的纳光电子器件。发表SCI收录论文50篇,被引1500余次,其中4篇为ESI高被引论文,以第一/通讯作者发表SCI 1区论文4篇,2区论文25篇。主持国家自然科学基金项目3项、其它省部级项目11项,申请/授权专利8项,获山西省青年三晋学者、山西省青年拔尖人才、山西省高等学校优秀青年学术带头人、香江学者等称号。


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