【摘 要】
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为增强硅的蓝光吸收,在硅表面设计银纳米颗粒阵列,基于局域表面等离激元共振效应对增强的硅蓝光吸收特性进行了分析研究.采用有限时域差分法计算银纳米颗粒阵列/硅复合结构中
【机 构】
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中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室,长春130033;中国科学院大学,北京100049;暨南大学,广州市可见光通信工程技术重点实验室,广州510632
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为增强硅的蓝光吸收,在硅表面设计银纳米颗粒阵列,基于局域表面等离激元共振效应对增强的硅蓝光吸收特性进行了分析研究.采用有限时域差分法计算银纳米颗粒阵列/硅复合结构中硅的蓝光吸收特性.结果表明:金属颗粒的消光能力与其几何参数有关,改变银纳米颗粒阵列的半径r、高度H与周期P可调控局域表面等离激元共振强度与共振频率,当银纳米颗粒阵列参数设定为:r= 18.5 nm、H=45 nm、P = 49 nm时,在共振吸收波长为465 nm的情况下,硅的蓝光吸收率由59％增加至94％,光吸收增益为0.57,光生载流子数目增益为0.53,分析认为是局域表面等离激元共振增强硅在蓝光波段的光吸收导致上述增益现象.本文的研究结果对了解局域表面等离激元效应,改善硅的蓝光吸收特性,设计和制备高蓝光响应度硅基可见光光电探测器具有重要的参考价值.
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