利用表面等离子体提高光电探测器吸收特性的研究

发布时间：2021-11-24 23:52

　　微纳金属结构的光学特性是当今纳米光子学中的一个研究热点。这些微纳金属结构包括纳米颗粒、纳米棒、纳米环等,在表面增强拉曼散射方面、医学诊断治疗方面以及生化传感方面都有着极大的利用价值,也为社会创造了更大的价值。微纳金属结构的光学特性与表面等离子体有着密切的关系,通过改变粒子的材料、形状、尺寸以及阵列周期,从而实现了可见光范围内表面等离子体共振峰位置的变化,进而为制作纳米光学器件提供了理论基础。本文主要工作如下:1、为了研究表面等离激元增强光电探测器的光吸收,首先利用有限元法计算分析了银、金、铜三种不同材料的金属纳米颗粒的消光特性,之后又分析了金属纳米颗粒的尺寸、形状以及阵列周期对硅薄膜光电探测器光吸收效率的影响,通过比较可设计结构即在硅薄膜光电探测器的上表面用球状金属银纳米颗粒阵列,并且得到最佳的SiO2层厚度为60nm。2、利用金属纳米颗粒对光电探测器光吸收的作用,设计了上表面具有球状金属银纳米颗粒阵列的硅薄膜光电探测器结构,计算发现纳米颗粒阵列的阵列周期与粒子直径的比值可以影响光电探测器的光吸收,并且讨论了入射光角度对于光吸收的影响,发现最佳入射角范围为0度到65度。研究结果表明:以... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

(a)、(b)、(c)、(d)各箭头标示的角度处光电探测器xz截面上电场模量E分布图

【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米金属球增强有机太阳电池光吸收的模拟[J]. 尹同同,冯晓东.  电源技术. 2018(11)
[2]银纳米颗粒阵列的表面增强拉曼散射效应研究[J]. 程自强,石海泉,余萍,刘志敏.  物理学报. 2018(19)
[3]金属纳米表面等离子激元的共振辐射增强研究[J]. 马光辉,于贺,刘宇乾,张贺,金亮,徐英添.  激光与光电子学进展. 2018(04)
[4]铝纳米颗粒表面等离子体共振峰可控性研究[J]. 马守宝,刘琼,钱晓晨,洪瑞金,陶春先.  光学学报. 2017(09)
[5]金属纳米颗粒光散射特性研究[J]. 张宇杰,杨仕娥,陈永生,郜小勇,谷锦华,卢景霄.  太阳能学报. 2017(03)
[6]金属纳米球对太阳能电池增强光电效应分析[J]. 张婧瑜,张佳仁,王鹏,周敏铭,安巍.  节能技术. 2016(01)
[7]Al纳米颗粒增强微晶硅薄膜太阳电池光吸收的模拟研究[J]. 丁东,杨仕娥,陈永生,郜小勇,谷锦华,卢景霄.  物理学报. 2015(24)
[8]金属光栅用于增强非晶硅薄膜太阳能电池光吸收率研究[J]. 李洪敬.  应用光学. 2014(03)
[9]纳米表面二维周期半圆凹槽增强硅薄膜太阳能电池光吸收[J]. 刘震,王玉晓,宋瑛林,张学如.  物理学报. 2013(16)
[10]金属纳米结构表面等离子体共振的调控和利用[J]. 李志远,李家方.  科学通报. 2011(32)

硕士论文
[1]利用表面等离子体提高薄膜太阳能电池吸收特性的研究[D]. 苏潇潇.长春理工大学 2012
[2]基于背部表面等离子体对薄膜太阳能电池效率的影响[D]. 王李.长春理工大学 2012



本文编号：3516996