等離子激元對增強碳納米結構紅外光吸收與發射的研究

《等離子激元對增強碳納米結構紅外光吸收與發射的研究》是依託香港理工大學深圳研究院，由柴揚擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：等離子激元對增強碳納米結構紅外光吸收與發射的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：柴揚
• 依託單位：香港理工大學深圳研究院

項目摘要

基於碳納米結構（石墨烯與碳納米管）的紅外波段的光電導和電致發光器件近年來受到了廣泛的關注。然而碳納米結構的紅外探測器目前受限於較低的光吸收係數,碳納米結構的紅外發射器受限於較低的發光強度。針對以上存在的問題,本項目擬結合金屬等離子激元納米結構來提高碳納米結構在紅外波段的光吸收和發射。等離子激元納米結構可以有效地吸收入射光，並把光轉化為等離子共振，在局部範圍內形成很強的電場，從而有效提高紅外光的吸收和發射。 本項目將從三個方面開展研究：1）製備碳納米結構的紅外探測器，並在感光區製備等離子激元納米結構來提高紅外感光率；2）製備碳納米結構的紅外發射器件，並在發射區域製備等離子激元納米結構來提高紅外光發光強度；3）對碳納米結構的電學性能調製來研究等離子激元的光學特性變化。 通過對該項目的研究，一方面可以加深光與單原子層材料相互作用的理解，另一方面可以促進碳納米結構在相關領域的實際套用。

結題摘要

包括石墨烯和其他二維層狀材料在內的各種納米材料有著不同尋常的電學輸運和光學特性，並且可以用來構建與傳統材料不同的新型的電子與光子器件。近年來，研究者們報導了納米材料中紅外區域的探測。在本項目中，我們研究了（1）納米材料的可控生長以及其轉移到各種不同襯底之上，通過透射電子顯微鏡對納米材料的生長過程監測以及對其生長機制的理解；（2） 石墨烯與銀等離子激元結構的相互作用，以及如何提高表面拉曼增強的穩定性；（3）利用這些製備出來納米材料進一步製備和表征電子和光電子器件。這些研究最終發表了包括Nature Communications, Advanced Materials, Advanced Functional Materials, ACS Nano在內的11篇期刊文章。通過這些研究，使得我們進一步加深了光與單原子層納米材料相互作用的理解，而且使得其更一步接近了其潛在的套用。