阳离子对LDHs材料结构与光谱性能的影响

通过水热法制备不同阳离子类型的水滑石型M^2+-M^3+-LDHs材料,研究不同M^2+(Ni^2+,Co^2+,Mn^2+)、M^3+(Cr^3+,Fe^3+)阳离子对M^2+-M^3+-LDHs物相结构和可见光-近红外反射光谱的影响。结果表明:样品的晶体结构与层板中阳离子类型有关,并影响LDHs样品的近红外光谱特性;改变有色阳离子的类型和相对含量可以调控水滑石型材料的光谱特性,掺杂Cr^3+的Mg-Al-LDHs样品具有与天然植物相似的光谱特征;采用二元掺杂改性可以实现对Mg-Al-Cr-LDHs样品光谱特性的进一步微调。

利用高阶表面等离子体共振实现窄带完美吸收

超材料完美吸波体是一种典型的电磁功能材料,在包括高效太阳能利用等领域有巨大的应用前景。迄今的工作主要集中在工作波长的可调谐性以及双波段、三波段甚至宽带吸收方面。激光防护等特殊应用要求超材料完美吸波体在指定波长附近拥有窄带吸收性能,然而这方面的研究当前还比较少。基于铝反射镜-SiO2介质层-铝圆盘的三层结构,设计并数值模拟研究了一种工作在1 064 nm的窄带超材料完美吸波体。通过对比发现,相比于利用小尺寸结构单元的表面等离子体振荡基模,利用大尺寸结构单元的表面等离子体振荡高阶模式,可以在指定波长处得到线宽更窄的完美吸收效果。进一步,通过对介质层厚度、圆盘直径和晶格周期等主要结构参数进行系统研究,揭示了各个结构参量对于超材料完美吸波体光学响应的影响规律。在此基础上,通过对结构参数的优化,最终得到了透过率为0、反射率低至8.56×10-5、模式线宽约为55 nm的高性能、窄带超材料完美吸波体设计。由于该工作中涉及的所有材料均CMOS兼容,同时结构单元的特征尺寸也处于光刻技术易于加工的区间,因此拥有良好的大规模实际应用前景。