量子点- 表面等离子波导耦合系统中的双带单向无反射现象

研究了由两个V型三能级量子点与表面等离子波导耦合构成的非厄米量子系统中的单向无反射现象.研究表明,通过适当地调节两个量子点的共振波长和量子点与等离子波导之间的耦合强度,在系统的异常点处可获得双带单向无反射,且其双带单向低反射可在较宽的波长范围内实现.     

量子点与金属纳米线耦合系统中表面等离子激元的散射特性

利用由1根金属纳米线与2个相互耦合的量子点构成的系统研究了金属纳米线中单个表面等离子激元的传输特性.研究结果表明,通过适当地调节2个量子点的损耗率、量子点与金属纳米线之间的耦合强度、 2个量子点之间的相位和耦合强度能在异常点处获得单向无反射.该方案可为类二极管等非互易器件的研发提供理论参考.     

表面等离子波导系统中基于远场耦合的可控单向无反射

设计了一个由两个共振器与一个表面等离子波导边耦合的系统,并通过施加外部电压研究了该系统的单向无反射现象.研究结果表明：当外部电压U=2.75 V(9.47 V)时,正向反射率接近0(0.58),反向反射率接近0.71(0);该系统可以在较宽的电压范围、共振器的间距范围、共振器A与表面等离子波导的间隙范围和共振器B的长度范围内实现单向无反射现象.该研究结果可为研发光二极管、电光开关、滤波器、传感器等元件提供理论参考.     

表面等离子波导端耦合腔系统中表面等离子激元传输性质的研究

用表面等离子波导端耦合两个表面等离子腔组成非厄米量子系统,研究该系统中表面等离子激元的传输性质,并通过求解系统的本征值方程得到表面等离子激元的透射和反射振幅.通过分析表面等离子波导系统的反射率和透射率随参量变化的关系图表明:随着表面等离子激元波导与腔耦合强度的增加,反射峰和透射峰逐渐变宽; 随着腔损耗的增大,反射峰的峰值明显减小,而透射峰的峰值明显增加; 随着腔间耦合系数g的增加,两个反射峰/透射峰之间的距离变宽.     

太赫兹波导系统中的双带单向无反射现象

利用高阶等离子共振在3个桩状共振器边耦合到一个金属-绝缘体-金属等离子波导系统,并在该系统中研究了双带单向无反射现象.理论分析表明,在共振频率5.594 THz和5.928 THz处,向前方向的反射率均接近0,向后方向的反射率分别约为0.33和0.88,实现了双带的单向无反射.双带单向无反射共振峰的品质因数分别为25.4和49.4.     

基于表面等离子激元的亚波长器件研究

基于不同金属材料表面等离子激元耦合激发的传播深度和传播距离,提出选择器件材料的标准,其中银表现出最佳的特性.以入射波长为1 050 nm的p偏振光为例,利用时域有限差分方法,模拟了p偏振光高斯光束入射到金属银亚波长狭缝与光栅结构的传播特性,证明这种结构具有透射增强及定向耦合输出功能.入射面光栅对输出光的主要贡献是透射增强,出射面光栅主要对输出光的远场分布特性产生影响,光栅凹槽数目和深度对透射增强作用具有最佳化参数,透射强度与亚波长狭缝深度之间的关系呈周期性变化特性.     

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。     

表面处理对反相微乳液中II-VI族量子点的影响

以对二甲苯为连续相,水为分散相,聚(氧乙烯)-聚(氧丙烯)-聚(氧乙烯)嵌段聚合物为表面活性剂,制备ZnSe和ZnMnSe量子点.在量子点表面覆盖一层Zn(OH)2使其发生钝化,再加水引起相分离,选择合适的有机溶剂可从反相微乳液中成功分离出上述量子点,分离后的量子点保持荧光特性且量子点荧光有显著增强.经11-巯基十一烷酸表面修饰,分离的量子点可分散在水中形成透明溶液.采用X-射线衍射、透射电镜、动态激光光散射和荧光光度计表征晶体结构、形貌、尺寸分布和荧光特性,讨论了使量子点稳定的表面保护机理.研究结果表明,嵌段聚合物分子吸附在量子点表面,阻碍了其氧化进程,表面钝化可修补晶体部分缺陷,使分离的量子点荧光增强,稳定期达数月之久.

Abstract：

The successful extractions of ZnMnSe as well as ZnSe quantum dots (QDs) from a reverse micelle template were reported. The recovered QDs kept their functionality with distinct enhancement in photoluminescence. After being coated with a possible layer of Zn(OH)2 within the template, the QDs were extracted from the template by adding water to induce phase transition and employing specific organic solvent. Thereafter, the extracted QDs were capped with mercapto-undecanoic acid for dispersion in water to render crystal clear solution. Analytical techniques such as X-ray diffraction, transmission electron microscopy, dynamic light scattering, and fluorometer were employed to characterize the crystal structure, morphology, average particle size, and photoluminescence of the samples. The mechanism of the surface protection towards QDs was investigated and discussed. A mechanism was proposed as block copolymer molecular being adsorbed to the QDs surface that retards the oxidation process of QDs during the extraction. Consequently, the extracted QDs demonstrated invariable photoluminescence and consistent stability for months.     

表面处理对反相微乳液中Ⅱ-Ⅵ族量子点的影响(英文)

以对二甲苯为连续相,水为分散相,聚(氧乙烯)-聚(氧丙烯)-聚(氧乙烯)嵌段聚合物为表面活性剂,制备ZnSe和ZnMnSe量子点.在量子点表面覆盖一层Zn(OH)2使其发生钝化,再加水引起相分离,选择合适的有机溶剂可从反相微乳液中成功分离出上述量子点,分离后的量子点保持荧光特性且量子点荧光有显著增强.经11-巯基十一烷酸表面修饰,分离的量子点可分散在水中形成透明溶液.采用X-射线衍射、透射电镜、动态激光光散射和荧光光度计表征晶体结构、形貌、尺寸分布和荧光特性,讨论了使量子点稳定的表面保护机理.研究结果表明,嵌段聚合物分子吸附在量子点表面,阻碍了其氧化进程,表面钝化可修补晶体部分缺陷,使分离的量子点荧光增强,稳定期达数月之久.     

基于表面等离子共振的全自动浓度检测系统

研制了以SpreetaTM传感器为核心,结合液体处理系统、信号检测与控制器、计算机分析处理软件等模块的小型表面等离子共振（SPR）检测系统.运用该系统,通过在传感器表面偶联牛血清蛋白（BSA）,采用直接检测法测量了不同浓度的BSA抗体溶液,得到了BSA抗体溶液的SPR传感图,建立了BSA抗体的浓度标准曲线.在传感器表面固定雌二醇（E2）,采用间接检测法测量了不同浓度的E2溶液,根据E2溶液SPR响应信号的变化量,建立了E2的浓度标准曲线.实验中系统的分辨率为10-5折射率单位（RIU）.对于实际的待测样品,只要测得其SPR信号的变化量,结合标准曲线就能够得出样品的浓度.     

基于ZnS:Mn~(2+)量子点电致发光器件的制备

以多磷酸钠为分散剂,采用水相共沉淀法制备了Mn2+掺杂的ZnS量子点,通过X射线衍射(XRD)谱、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)图像、紫外-可见吸收光谱和光致发光(PL)谱等表征了ZnS:Mn2+量子点的结构、形貌和发光性能;通过对比在空气中干燥前后样品的PL谱,进一步证明了441 nm的峰是属于与硫空位相关的发射。同时,将处理后的样品分散到氯仿中,制备了单层的电致发光(EL)器件,在12 V直流电压的驱动下,在597 nm的位置观测到了Mn2+相关的特征发射。     

点间耦合强度对平行耦合三量子点体系电导的影响

利用非平衡格林函数方法,通过一个平行耦合三量子点系统的电导被研究。电导作为电子能级的函数被数值计算。通过调整点间隧穿耦合强度,共振峰可以转变为Fano反共振峰。此外,在电导能谱中观察到2个Fano反共振峰和一个Breit-Wigner共振峰。     

表面等离子体共振传感器组成部件光学特性的研究

在研制表面等离子体共振传感器的过程中,有效掌握组成部件随外部环境的性能变化具有非常重要的意义.根据经典的Kretschmann耦合模型,针对表面等离子体共振传感器的组成部件进行了研究,分析传感器各个组成部件的折射率在不同入射光波长和环境温度下变化的规律,根据获得的数据给出了相应的拟合公式,获得了组成部件参数变化对传感器探测性能的影响程度,以期用以试验结果的正确修正.     

生物荧光探针的纳米晶体量子点合成技术进展

纳米晶体量子点最有前途的应用领域是在生物体系中作为荧光探针,量子点的光学特性与传统的有机荧光染料相比有明显的优越性,如具有宽的激发光谱、窄的发射光谱、高的荧光量子产率,寿命更长等优点。本文评述了作为生物荧光探针的量子点的合成及用于生物探针时的量子点表面修饰技术的最新进展。     

量子点特性及荧光标记应用

量子点是直径在1～100 ml的一类半导体纳米粒子.与传统的有机荧光标记物相比,具有独特的光谱特性和良好的光化学稳定性,是一种理想的荧光标记物.本文概述了量子点基本知识及特性、标记方法以及在生物材料荧光标记中的应用及发展前景.量子点在荧光分析领域将开辟一种新的方法,在分析领域的应用也将对生命科学研究产生重要的影响.