表面等离激元与激子的强耦合作用

金属纳米结构中高度局域的表面等离激元模式给光与物质的强相互作用带来了新的研究机遇。在特定条件下,二者的相干能量交换速率会超越各自的能量耗散速率,进入强耦合范畴,该过程可形成光子-激子杂化的准粒子。针对近年来飞速发展的量子光学调控,特别是基于表面等离激元体系的强耦合研究展开综述,介绍了如金属纳腔与手性J聚体强耦合,在零失谐点对耦合系统进行精细调控,通过微流技术实现可控的表面等离激元纳腔-少激子强耦合等。在亚波长尺度下研究强耦合系统中的光场调控技术,有助于光电子器件的小型化。强耦合体系在片上集成的量子信息处理、手性光学器件和超灵敏生化传感器等领域有广阔的应用前景。     

椭圆截面活性银纳米管表面等离激元受激辐射放大研究

基于有限元方法研究了内核包含活性介质的椭圆截面银纳米管的表面等离激元受激辐射放大（SPASER）特性. 研究发现,在电场偏振方向与椭圆长轴之间的夹角θ为0°时,当银纳米管活性内核的增益系数k增加到0.281 8,将在639.3 nm波长位置处产生表面等离激元（SP）偶极超共振;此时,在银纳米管表面可获得的表面增强拉曼因子可达到约2.56×1018,其足以满足单分子检测的要求. 在θ = 90°时,当k值增加到0.081 7,将在742.3 nm波长位置处发现SP偶极超共振. 此外,当θ = 0°时,银纳米管的SPASER增益阈值将随着银壳层厚度的减小而逐渐减小;当θ = 90°时,银纳米管的SPASER增益阈值将随着银壳层厚度的减小而逐渐增加. 当θ = 45°时,随着内核增益系数变大,将逐渐在两不同的临界波长位置观察到SPASER现象,因而具有较好的双频特性.     

基于等离激元反馈的薄膜随机激光器

综述了基于等离激元反馈的随机激光器设计思路,重点总结了薄膜随机激光器的特性,如基于金纳米岛和银纳米线网络2种无序结构的二维、三维等离激元反馈型薄膜随机激光器件. 金属局域表面等离激元共振峰与荧光材料发射峰的重合是该类器件低阈值、高效率和可调谐的设计关键.     

基于等离激元反馈的薄膜随机激光器(邀请论文)

综述了基于等离激元反馈的随机激光器设计思路,重点总结了薄膜随机激光器的特性,如基于金纳米岛和银纳米线网络2种无序结构的二维、三维等离激元反馈型薄膜随机激光器件.金属局域表面等离激元共振峰与荧光材料发射峰的重合是该类器件低阈值、高效率和可调谐的设计关键.     

反铁磁质表面的磁极化激元

通过计算得到了当外磁场沿ｘ轴方向，原磁晶磁矩沿ｚ轴方向，波矢沿ｙ轴的反铁磁质的表面磁极化激元的ＴＥ模式，其色散关系曲线与在平行于磁晶磁矩的外磁场下的铁磁质的色攻关系曲线相似，其频率处于微波或红外的范围。     

表面等离激元催化反应

表面等离激元驱动的氧化和还原反应机理及反应的优先权是拉曼光谱学研究中非常重要且基本的问题。使用表面增强拉曼散射和尖端增强拉曼散射技术分别研究了在气态、液态和高真空环境中表面等离激元驱动的氧化和还原化学反应机理,讨论了在气态、液态以及高真空环境中的等离激元驱动氧化和还原反应优先权的问题。结果发现,化学反应的概率、速率以及稳定性与反应环境密切相关,在气态、液态以及高真空环境中,等离激元驱动的还原反应更容易发生,并且高真空环境下更容易观测到等离激元驱动的化学反应。     

核壳结构中手性分子诱导的等离激元光学活性

手性分子与等离激元的相互作用对调控手性修饰纳米结构的圆二色性(CD)起着至关重要的作用。然而,手性分子与金属直接发生相互作用时容易引发团聚,从而影响其光学特性。利用溶胶凝胶法在实验上合成了一种带有手性分子的核壳结构(Au@molecule@SiO₂),该结构由于SiO₂壳层的存在使颗粒在保留分子及金属特性的同时又具有很好的稳定性。通过测量具有对映手性分子的结构(Au@molecule@SiO₂)的紫外-可见吸收(UV)光谱和CD光谱,发现Au纳米颗粒(Au NPs)的等离激元共振位置(530 nm)具有手性分子诱导的CD信号。为了探究其内在物理机制,利用Mie理论进一步解释了530 nm处诱导的CD信号的来源,其主要来自手性核壳结构中电偶极子和磁偶极子的相互作用。该研究可为手性核壳结构的研究提供实验参考和有效的理论框架。     

准一维纳米体系中的等离激发

采用准一维电子气模型,研究了准一维纳米结构体系中的等离激发．利用线性响应理论和电磁场理论等方法,推导出该体系的等离振荡的本征方程,并数值计算该体系的等离激发能谱．结果表明,有限尺度体系中的等离激发能谱表现为分立的形式,并与体系的尺度有很强的依赖关系．各级等离激发的能量随着体系的尺度增加而减小,但等离激发频率个数随体系尺度的增大而增加,等离激发能级间距变得越来越密．此外,等离激元激发能随着电荷密度增加而增大,这和宏观体系的结论定性一致．     

三元混晶膜的表面激子极化激元

运用麦克斯韦方程组和波恩-黄昆(Born-Huang)近似,对几种典型膜材料的三元混晶(TMC)膜中的表面激子极化激元进行了研究和数值计算。结果表明:TMC膜中存在两支激子极化激元表面模,与二元材料定性类似,但定量明显不同;TMC膜两支表面模频率和分裂能均随组分非线性变化;非线性程度与混晶膜厚(或频率)有关,在某些膜厚(或频率)下,可呈现非单调性。     

露天煤矿煤炭自燃进程的数学模型

探讨了露天煤矿煤炭自燃进程的数学关系，所得结果对分析露天煤矿煤炭自燃机理和预测其自燃进程与自燃点位置具有重要的指导意义。     

光纤表面等离子体共振生物探针的研究

最近发展起来的表面等离子体共振光化学传感器由于其高灵敏度、高选择性而引起了人们的极大兴趣。此种传感方式在蛋白质等生物大分子的测定、生物过程动力学分析、荧光免疫研究等方面显示了极大的应用潜力。若以针尖小于０．１μｍ的单模光纤做探头，可望实现活体、在线、微区分析。     

控制汽油机尾气排放污染的技术措施

汽车排气中大部分的ＣＯ和ＨＣ是汽车冷起动期间１－２ＭＩＮ内排放的,但是由于起动时催化剂未达到工作温度而不能起作用,使冷起动排放超标。本文介绍了在燃烧前以及燃烧后的处理技术的应用,从而有效地减少了排放物。     

城市公交柴油化面临的排放问题及对策

随着城市交通需求量的增加、公交优先政策的实施及公交柴油化的进程,公交车中柴油车占有非常大的比重。柴油公交车的排放污染物对城市大气污染的贡献已不容忽视。本文通过对柴油公交车尾气排放存在的问题、原因的分析,探求治理城市柴油公交车排放污染物的措施。     

柴油机NOX和PM排放控制技术的发展

NOX和PM是柴油机排放的主要污染物,文章分别介绍了目前国内外应用的减少柴油机NOX和PM排放的方法,并分析了其各自的优缺点.     

金属核壳结构在不同介质环境中的表面等离子体消光特性研究

本文利用Mie散射理论计算了在不同介质环境中银纳米核壳结构的表面等离子共振消光谱,研究了内核的直径、金属壳层的厚度以及周围介质折射率对表面等离子共振特性的影响,结果表明,对于内核尺寸较小的核壳结构,外界折射率的增加所导致的自由电子振荡回复力的减小,不仅会引起共振峰的红移,还会导致消光强度的增大。同时,外界折射率环境对核壳的球模式和腔模式的耦合作用影响显著,折射率越高,耦合分裂越强烈,反对称模式共振峰越明显。     

ITO表面改性对有机电致发光器件性能的影响

采用乙醇、氧等离子、NaOH、浓硫酸分别对氧化铟锡薄膜进行了处理;利用原子力显微镜、X-射线光电子能谱、接触角测试仪对处理后薄膜的表面形貌、化学组分及表面能进行了研究。实验结果表明经浓硫酸和NaOH处理后的氧化铟锡薄膜表面具有较低的粗糙度、较小的表面颗粒半径、较低的碳污染以及较高的表面能;另外,以不同材料处理的氧化铟锡基片为阳极采用真空热蒸发法制备了双层结构发光器件ITO/NPB/AlQ/Mg:Ag/Ag,并对器件的电流-电压(J-V)、亮度-电压(B-V)特性以及效率(η)进行了测试和分析,结果表明乙醇处理基片做制备器件性能最差,而经浓硫酸、NaOH处理后的氧化铟锡基片所制备的双层器件的光电性能优于氧等离子处理,其启亮电压更低,发光亮度及效率更高。     

表面状态检测原理

为满足产品表面质量检查的要求,作者研制了一机多能的表面状态检测仪。它采用光电传感器,用数字显示测量结果。本文阐述了表面状态,表面不均匀度两个概念,给出了表面粗糙度的实验曲线,镜面反射率和表面不均匀度的数据。     

城市生活垃圾处理与温室气体减排

针对填埋、堆肥、焚烧这3种常见的垃圾处理方式,提出了收集并利用填埋沼气发电、将有机垃圾高温堆肥改为厌氧消化、回收并利用沼气发电、垃圾焚烧回收能源的温室气体减排措施.通过分析项目流程与边界,得到了垃圾处理温室气体减排项目的减排基准线和温室气体减排量的计算公式,可为参与清洁发展机制(CDM)项目合作提供参考.     

城市生活垃圾处理与温室气体减排

针对填埋、堆肥、焚烧这3种常见的垃圾处理方式，提出了收集并利用填埋沼气发电、将有机垃圾高温堆肥改为厌氧消化、回收并利用沼气发电、垃圾焚烧回收能源的温室气体减排措施．通过分析项目流程与边界，得到了垃圾处理温室气体减排项目的减排基准线和温室气体减排量的计算公式，可为参与清洁发展机制（CDM）项目合作提供参考．