基于金属-介质-金属阵列的折射率传感(英文)

提出一种基于金属-介质-金属阵列结构折射率传感器.在可见光及近红外光区域内,由于表面等离子效应,入射波在特定频率时可以通过一个无缝的金,在80 nm厚的金膜上可以得到近100%的透射率.仿真结果表明传感器对周围液体的折射率变化也很敏感,这些发现可以得出一个新的、简化的替代方法,使传感器更加小型化.

含纳米金属阵列阳极氧化铝膜的偏振特性

利用阳极氧化铝的纳米多孔阵列结构特性 ,将金属Cu电镀到氧化铝的孔中 ,得到含有金属纳米阵列的氧化铝膜。实验发现 ,这种氧化铝膜确实象金属线栅偏振器一样表现出偏振特性 ,是一种新型微偏振器件。它在波长大于 5 0 0nm时吸收很小 ,在波长为 1.5 μm时有高达 6 7.1%的透射率和 2 5 .6dB的消光比。该氧化铝膜的偏振特性与阳极氧化和电镀条件有关。随着电流密度的增大 ,金属柱增多 ,光学损失增大 ,透射率降低 ,而偏振度增大。但是当电流密度增加到某一数值时 ,偏振度降低。通过优化制备条件 ,可得到高效率的氧化铝微偏振器。这种微偏振器制作简单 ,体积小 ,在光电通信领域有着非常广泛的应用前景。

复合型金属孔周期阵列的THz透射特性

利用微细加工技术,制作出金属矩形孔阵列,从实验和理论上研究了金属矩形孔阵在THz波段的透射极大值和极小值产生的规律.并利用透射极大值频率随矩形孔长度增大而向低频移动的特性,在同一层金属上,利用不同尺寸的金属孔结构形成复合金属孔阵列,设计出中心频率可调节、频率拓宽的频率选择器件和频率拓宽器件.此研究为太赫兹滤波器等无源器件提供了新的设计思路和加工方法,对太赫兹波技术的发展具有重要意义.

金属阵列微针预处理对盐酸雷莫司琼贴片经皮给药促透作用的研究

目的探究金属阵列微针对皮肤的预处理方式对盐酸雷莫司琼贴片经皮给药促透作用的影响。方法自制盐酸雷莫司琼贴片与金属阵列微针(以下简称微针)联合应用,通过析因实验设计,考察微针类型、长度、预处理皮肤的作用力和作用时间4个主要因素对药物经离体豚鼠皮肤渗透的促进作用,并进行了影响因素的主效应和交互效应分析。结果微针长度对微针促透效果的影响最明显,微针长度由200μm提高到300μm,稳态渗透速率以及48 h累积渗透量增加明显。微针处理皮肤的作用力与微针长度对药物经皮促透效果有交互影响,当微针作用时间以及微针类型一定时,微针长度200μm,作用力在3～5 N内变化未对微针的经皮促透效果产生明显影响,微针长度为300μm时,作用力增加对药物促透效果明显。结论提示微针对皮肤的预处理方式对盐酸雷莫司琼经皮渗透效果有重要影响,预处理方式间存在交互效应,本实验为微针辅助经皮给药中的微针预处理方式选择提供参考。

采用过电铸工艺制造金属微细阵列网板

针对制作尺度<10μm的超小微细阵列网板非常困难的问题,提出了采用过电铸工艺制造超小尺寸微细阵列网板的方法。建立了过电铸工艺过程的电场模型,利用有限元分析技术对过电铸工艺过程进行模拟仿真。选取优化的工艺参数(烘胶120℃/60min,曝光3000mJ/cm2,显影2min等)利用光刻制作了高度为50μm、直径为50μm的AZEXP125nXT-10A光刻胶群柱结构,以此胶膜结构作为模具进行了过电铸工艺实验,并与仿真结果进行对比,结果证明了有限元仿真的正确性。最后,通过过电铸缩孔2h获得了厚度达70μm,孔径为4μm的微细阵列网板结构。实验表明,过电铸工艺是一种低廉、安全、可批量生产的制作超小阵列网板的方法。

太赫兹波段金属阵列结构的透射及反射宽谱偏振特性

基于计算机仿真技术(CST)软件对二维金属光栅阵列在0.1~10THz波段的偏振特性进行了数值分析,利用光刻和金属薄膜工艺在500μm厚的高阻硅衬底上沉积了20nm厚的不同结构周期的金属铜光栅阵列,利用傅里叶变换光谱仪测量了该光栅阵列的透射及反射特性。结果表明:在太赫兹宽谱范围内,该光栅阵列的透射和反射都具有良好的偏振特性,且偏振特性范围可通过调整结构周期进行调节;该研究对太赫兹偏振器的进一步研究及应用提供了参考。

基于金属孔阵列的聚酰亚胺薄膜太赫兹探测

优化设计了多种不同孔径和形状的太赫兹波段的亚波长金属孔阵列结构,结合超薄低折射率的聚酰亚胺(PI)薄膜,探索了太赫兹时域光谱技术对超薄低折射率的探测灵敏性。利用飞秒微加工技术制备了一系列亚波长金属孔阵列结构,利用太赫兹时域光谱技术测试了阵列结构的反射波谱,获得了强烈的反射共振现象。然后在亚波长金属孔阵列结构背面叠加PI薄膜,结果表明太赫兹反射峰出现了显著低频移动现象。利用这一现象,实现了低至10μm的PI薄膜的有效探测,说明亚波长金属孔阵列结构在太赫兹传感领域对检测超薄低折射率薄膜材料有极强敏感性。

溶剂散逸自组装制备导电各向异性的金属有序阵列

通过溶剂散逸自组装法制备了聚苯乙烯(PS)有序多孔膜.利用水珠在冷的PS溶液表面凝结形成有序阵列,使PS以水珠阵列为模板形成有序多孔膜.将有序多孔膜的上层剥离并附着在可收缩性高分子表面,并进行离子溅射,除掉有序多孔膜后在可收缩膜上留下了有序的金属圆盘阵列.经过收缩,有序阵列不仅光学性质发生了改变,而且实现了导电的各向异性.

二维金属亚波长孔阵列的强透射特性研究进展

光通过二维金属亚波长孔(孔的直径不超过入射光波长的一半)阵列(TDMSHA)时,由于入射光与金属表面自由电子的电荷密度波发生共振耦合作用,会在特定的波长内表现出窄带透射增强。TDMSHA对光具有的透射增强与滤波特性在纳米光学、光电子、化学传感和生物物理上都有着十分重要的潜在应用。文中回顾了该特性的研究历史,详细地阐述了其发生的物理机理,对近十年来该特性在机理、材料、结构等方面的研究进展作了总结,对其前沿研究热点和应用前景分别进行了分析与展望。

制备条件对金属纳米线阵列磁性的影响

用电化学沉积方法在多孔Al2O3模板的孔道中制备了平均直径约为200 nm,长为60μm的磁性金属纳米线有序阵列. 电沉积电流密度较小时,制得的样品有较大的剩磁比和较强的矫顽力,并分别在 θ=90°和 30°达到极大值. 随着电流密度的增加,剩磁比和矫顽力降低. 在电沉积过程中外加磁场对磁晶的取向产生重大影响,导致磁性金属纳米线有序阵列的矫顽力和剩磁比发生相应的变化.

金属纤维阵列的制备技术

为了更好地应用现有的金属纤维阵列制备技术并探究其未来发展趋势,介绍了气-液-固、拉制、模板、化学气相沉积、金属表面氧化还原等制备技术的基本原理和研究现状,重点评述模板法和化学气相沉积法,并指出其优势与不足.研究结果表明,模板法和化学气相沉积法是当前众多技术手段之中较实用的金属纤维阵列制备方法,其产品具有金属种类多样和尺寸可达纳米级的特点,发展前景良好.改进模板法和化学气相沉积法是金属纤维阵列制备技术的重要发展方向.

金属圆锥体阵列对弹丸的导偏特性试验

为了提高防护目标抗高速弹丸的侵彻能力,研究了一种新的防护导偏结构。将金属圆锥体阵列作为导偏层基本结构,利用直径为37 mm的半穿甲弹进行打击试验,考察导偏层对高速弹丸的导偏特性。分析了导偏的基本过程及影响导偏效果的主要因素,并对弹丸偏转前后侵彻混凝土靶板深度进行了对比研究。试验结果表明:金属圆锥体阵列导偏层对高速弹丸具有良好的导偏效果和减缓速度的作用,可大大降低高速弹丸的侵彻威力。提出了该类导偏层在工程应用中应注意的问题。

内嵌镜像对称矩形腔楔形金属狭缝阵列的宽带增强透射

采用时域有限差分法研究了内嵌镜像对称矩形腔长度、宽度及其位置对楔形金属狭缝阵列结构透射特性的影响。研究发现,采用此结构形成的光子晶体结构所产生的能带可以调控禁带,不仅在短波长范围存在明显的传输禁带,而且在长波长范围具有较好的增强透射,表明这种内嵌镜像对称矩形腔进一步破坏了类法布里-珀罗腔共振条件,更有利于短波长范围表面等离激元能量局域在腔内,同时提高长波长范围的透射率。矩形腔位置是影响传输禁带和透射特性的主要因素,其越接近中心位置,禁带越宽,透射率越高;矩形腔厚度主要影响禁带宽度,厚度为140nm时,禁带宽度可达236nm;矩形腔长度主要影响透射特性,长度为260nm时,透射率可达95%。

用MoM-PCG-FFT分析金属栅有限阵列的散射问题

本文用矩量法、预条件共轭梯度法和快速傅里叶变换 (Mo M- PCG- FFT)的混合技术来分析金属栅有限阵列的电磁散射问题。首先以等效电流作为未知函数建立积分方程组或积 -微分方程组 ,再用矩量法 (脉冲 /点匹配 )获得一个线性代数方程组 ,其系数矩阵是一个对称二重复Toeplitz矩阵。基于这一特点 ,应用预条件共轭梯度法和快速傅里叶变换的结合算法 (PCGFFT)来求解这个线性代数方程组 ,其中预条件器选用 T.Chan循环预条件器的二重分块形式。文中给出的数值算例表明该混合技术是有效的 ,适用于较大的金属栅有限阵列的分析。

金属纳米线阵列表面等离子体电光调制器

基于表面等离子体共振(SPR)技术,设计了一种具有较高调制系数的金属纳米线阵列电光调制器结构.通过改变驱动电压使反射谱的反射率发生变化,实现电光调制.利用时域有限差分(FDTD)法对金属纳米线阵列层和缓冲介质层的参数进行优化配置,并研究了其结构参数对反射谱反射率的影响。结果表明:当金属纳米线直径为34 nm、缓冲介质层厚度为1600 nm时,电光调制器的模式耦合能力达到最强;随着驱动电压的逐渐增加,反射光谱的全吸收峰出现明显的右移;通过调节加载在电极上的驱动电压可实现电信号对光信号的电光调制.

金属尖阴极阵列制备的研究

】介绍了真空微电子中金属尖阴极的制备方法。给出了用二氧化硅凹模和硅Ｖ型模制备的金属尖的阴极照片，并比较了各自的特点。

阵列型金属阻尼器钢棒耗能元件设计与性能研究

设计了5种形式的Q235材质钢棒耗能元件,包括1种等截面钢棒耗能元件RED A和4种变截面钢棒耗能元件RED B,RED C,RED D和RED E。首先,以数值模拟结合正交试验的方法分析各耗能元件的直径d、长细比δ、端板锚固长度lm、内缩直径d1、锚固端延伸长度l1以及中部等截面长度l2等几何参数对其耗能性能的影响;其次,研究钢材力学性能参数对钢棒耗能元件耗能性能的影响,将材质为低屈服点钢LYP100,LYP160和LYP225的耗能元件耗能性能与Q235材质的耗能元件进行对比。结果表明:在5种耗能元件中,RED D的耗能能力最强,且当其几何参数组合为直径d0=40mm、长细比δ=4、内缩直径d1=20mm、中部等截面长度l2=20mm时,耗能性能最优,耗能系数达到2.71;当耗能元件材质为低屈服点钢时,耗能性能进一步提升;耗能元件RED D在最优几何参数条件下,采用低屈服点钢LYP160制作时,耗能系数高达3.12。

H型金属孔阵列结构强透射折射率传感特性研究

提出了一种H型金属孔阵列结构,利用该结构形成的法布里-珀罗腔加强表面等离激元耦合作用,以期获得较好的强透射现象。采用有限时域差分法(FDTD)对该结构进行数值仿真,并详细研究了H型金属孔阵列中水平方向矩形孔和竖直方向的两相同对称矩形孔的长和宽等参数对强透射特性的影响;同时研究了基于该现象的折射率传感特性。结果表明:当水平方向矩形孔的长和宽分别为300和120nm、竖直方向的两相同对称矩形孔的长和宽分别为60和10nm时,强透射现象较好,并在此基础上获得了389RIU/nm的折射率灵敏度。这些研究结果有望为高性能微纳等离子体传感器的设计提供理论参考。

内置金属/电介质同心圆柱的金属孔阵列结构强透射特性

采用有限时域差分(FDTD)法研究了内置金属/电介质同心圆柱结构的材料属性、半径及其相对高度对金属孔阵列强透射特性的影响。发现该结构与内置单一金属、单一电介质和电介质/金属三种不同的同心圆柱结构相比较,光的透射性能得到显著的增强;这种内置金属/电介质同心圆柱结构具有进一步增强表面等离激元与局域表面等离激元共振耦合作用。结果表明,金属、电介质的材料属性对强透射特性影响明显,当金属圆柱为Au、电介质圆柱折射率较小时,其透射性能较好;圆柱半径是影响透射率与共振峰位置的主要因素,半径越大,共振峰红移越明显,但其透射率先增大而后持续减小。同时,金属/电介质圆柱的相对高度也影响透射率大小,当金属圆柱高度为60nm时,其透射性能较好。

基于H形金属狭缝阵列结构双共振谷折射率传感特性

提出了一种基于H形金属狭缝阵列的新型结构。利用该结构形成的法布里-珀罗腔(Fabry-Perot,F-P)来加强表面等离激元的耦合作用,以获得一种双共振反射现象;同时研究了基于该现象的折射率传感特性。采用时域有限差分法研究了该结构中狭缝长度、宽度、金膜厚度等参数对双共振反射现象的影响。研究发现,双共振谷波长可由以上主要参数有效调控,当竖直狭缝长度为150nm、水平狭缝长度为200nm、狭缝宽度为50nm、金膜厚度为300nm时,该结构具有较好的双共振反射现象,其灵敏度分别为590和1 199nm/RIU。该发现为新一代高性能表面等离子共振传感器设计提供了理论参考。