金纳米颗粒-量子点混合系统非线性光学性质的研究

论文摘要

一直以来,非线性光学将开发具有更大的非线性光学效应的材料作为一个长期目标,介质中巨大的光学非线性性质对于其广泛的应用尤为重要,例如显微镜,全光数据处理和量子信息等。在与块体形状的相类似材料相比较时,半导体纳米结构由于本身自带的量子尺寸效应而具有巨大的非线性,引起了人们相当大的兴趣,这对于开发非线性光学纳米器件特别重要。在半导体量子系统中,球形穹顶纳米壳与它们的壳体或球体的同类物相比时,显示出其各向异性、高度可调和以及独特的非线性光学性质,因而受到相当多的关注。由于金属纳米结构中导带电子的集体振荡,表面等离子体共振会引起许多有趣的光学现象,例如在超出衍射极限范围的挤光,还有局部电场的大幅增强都有它的身影。由于在金属纳米结构的金属表面限制了强光场,人们已经逐渐探索了等离子体结构来增强从块体材料到量子点等量子系统的材料的固有非线性光学响应。基于前人研究,本文通过所提出的由金纳米颗粒与球形穹顶CdS/HS/CdS半导体纳米壳量子点耦合而成的混合纳米系统,并利用量子尺寸效应,采用量子理论,探索了表面等离激元对具有量子尺寸的穹顶纳米壳的光吸收系数和光折射率变化的影响。研究表明,金属纳米粒子的表面等离子体共振极大地提高了球形穹顶半导体纳米壳量子点的光学吸收系数和光折射率变化。通过操纵纳米壳的结构参数以及纳米壳与金属纳米颗粒之间的距离,还可以灵活地调整和放大这些增强的线性和非线性光学效应。此外,通过表面等离子体共振可以更清楚地观察到光吸收系数的漂白效果,以及光吸收系数和光折射率变化对入射光强的敏感性,这些可给制备新的光电器件提供理论指导。我们的这些发现将丰富了球形穹顶半导体纳米壳中的非线性光学效应,使球形穹顶半导体纳米壳成为非线性光学纳米器件期望的候选者,具有集成非线性光学应用的潜力。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 杨艳莲

导师: 郭康贤

关键词: 金纳米颗粒,表面等离激元共振,非线性光学性质

来源: 广州大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 广州大学

分类号: O437

总页数: 56

文件大小: 3056K

下载量: 56

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标签：金纳米颗粒论文;  表面等离激元共振论文;  非线性光学性质论文;