咔唑保护的金纳米粒子的光限幅性质研究

利用波长为532 nm,脉宽为8 ns的激光研究了咔唑保护的金纳米粒子在二甲苯中的光限幅特性.研究表明,这种金纳米粒子具有很强的光限幅效应.利用基于米氏散射理论的模型分析了光限幅效应,实验及分析表明,强的光限幅效应是由非线性散射引起的.     

金谐振环对的光学性质研究

运用时域有限差分方法,研究内置金纳米双棒的谐振环对的光学性质。研究发现:谐振环对的光学透射谱受纳米棒间距、开口缝宽度及填充介质的介电常数影响。基于瞬时电场分量Ex、Ey分布情况,揭示了共振峰源于0-相共振模式,共振谷源于π-相共振模式。     

金属颗粒对微小孔激光器增强透射的研究

制备了带有金属纳米颗粒结构的微小孔径垂直腔面发射激光器(NA-VCSEL)。当小孔和金属颗粒的直径分别为400 nm和100 nm时,其最大输出光功率达到了0.5 mW,比400 nm单个小孔的最大输出光功率提高了0.2 mW。实验和理论验证了金属纳米颗粒结构对NA-VCSEL输出光功率的增强作用。     

金纳米颗粒对染料敏化太阳能电池性能的优化

采用球磨法制备一系列掺杂有不同含量立方形金纳米颗粒的复合光阳极薄膜,并组装成染料敏化太阳能电池,研究立方形金纳米颗粒对光阳极薄膜以及染料敏化太阳能电池性能的影响。研究表明,当掺入立方形金纳米颗粒的质量分数为0.8%时,太阳能电池呈现出最优性能,其短路电流密度为15.32mA/cm~2,光电转换效率为6.708%,相比基于纯TiO_2光阳极分别提高14.47%和12%。太阳能电池性能的显著提高主要归因于立方形金纳米颗粒独特的局域表面等离子体共振效应,其能有效改善染料分子的光吸收性能,进而提高电池的光电转换效率。     

利用微纳结构提高太阳能薄膜电池效率

太阳能电池的吸收效率低是制约太阳能电池性能的主要因素之一。为了解决这一问题提出了一种新的结构模型。该模型可以激发局域表面等离子体共振、表面等离子体共振、光子模式、磁极子激元这4个效应。通过时域有限差分法对该模型的效果进行了模拟,并对其结构进行优化,从而使各个效应能够互相耦合,使吸收层吸收率达到一个优值。结果表明,最终优化完成的结构的总体提升系数较常规太阳能电池提高了2.39倍。