超材料的发展及研究现状

超材料是指具有一些天然材料所不具备的超常物理特性的人工复合材料,广义的超材料包括光子晶体、左手材料、超磁材料等。近年来,超材料凭借其优异的物理特性被成功应用于工业、军事、生活等各个方面。从超材料的基本概念出发,归纳总结了超材料的国内外研究进展,详细介绍了通过自组装、刻蚀、沉积等微纳加工技术制备超材料的实验过程,系统分析了超材料在新型微波器件、新型抗电磁干扰器件,无绕线电感、传感器以及光诱导开关等方面的应用。

一维反转对称光子结构中界面态的可调控特性

利用传输矩阵法,计算研究了一维反转对称光子结构通过不同的组合方式产生界面态的可调控特性,并通过电子束蒸镀技术制备样品进行了实验验证.由两种材料构成的反转对称层状光子结构,根据元胞的反转对称中心不同分别对应PCⅠ和PCⅡ两种结构.研究结果表明,对于由PCⅠ和PCⅡ构成的组合结构,在满足两个结构的表面阻抗虚部之和等于零的特征频率处存在一个界面态,该界面态频率与结构元胞数无关;若在此基础上再增加一个PCⅠ,构成PCⅠ+PCⅡ+PCⅠ组合结构,则在同一个带隙中会产生两个界面态;改变组合结构中每部分或者其中一部分结构的元胞数可以对两个界面态频率实现调控,实验研究结果充分表明调控的可行性,这为设计满足不同应用需求的窄带滤波器、多通道滤波器等提供了更灵活的思路.

基于Fano共振的折射率传感器设计

设计了一种由金红石棱镜、ITO薄膜、氟化镁薄膜、氮化铝薄膜和待测溶液层构成的新型折射率传感器。该传感器全部由非金属材料构成,通过采用ITO薄膜取代传统的金银薄膜作为等离子体材料,可以在近红外波段激发出表面等离子体激元,有利于提高传感器的灵敏度。首次将氮化铝薄膜引入到折射率传感器领域,在生物分子固定和检测方面具有良好的效果。通过调节各层薄膜的厚度可以对传感器的参数进行调节,从而实现Fano共振和等离激元诱导透明。该传感器的强度灵敏度可达到1592.3 RIU^(-1),相位灵敏度可达到229716°每RIU,品质因数比传统的SPR传感器高183倍。该传感器结构简单,灵敏度高,在生物医学领域有着巨大的应用潜力。

CsPbBr_(3)钙钛矿量子点的非线性光吸收和光折射效应

研究了CsPbBr_(3)钙钛矿量子点的非线性光吸收和光折射效应。采用飞秒激光Z-scan技术在400和800 nm的激发波长下测量发现CsPbBr_(3)量子点呈现出饱和吸收和自散焦特性,分析表明两种效应均起源于单光子吸收,且800 nm处的饱和吸收效应明显强于400 nm,而400 nm处的非线性折射效应明显强于800 nm。本工作制备的CsPbBr_(3)量子点与其它钙钛矿材料相比表现出较为优异的非线性吸收和折射特性。