亚波长 和纳米
纳米颗粒银层的电沉积机理及SERS效应

(1)
(I/Im)2=1.2254(tm/t){1-exp[-2.3367(t/tm)2]}2
(2)
式中:I(A)和(t s)分别表示电流和时间;Im(A)和 tm(s)分别为电流-时间曲线在最大电流密度处所对应
的电流和时间 .
图 1(A)给出了不同阶跃终止电位下银电沉积的电流-时间曲线 . 可见,电位阶跃发生后,短时间内
摘要 研究了大面积均匀平整的纳米颗粒银层电沉积的机理, 优化了制备工艺, 探索了其在表面增强拉曼光
谱检测中的应用 . 结果表明, 该纳米颗粒银层的电沉积随着电极电势的负移, 逐步由连续成核转向瞬时成核机
理, 在电流密度为 1.0 A/dm2, 阴阳极面积比为 1∶10, 以及 20~30 ℃条件下, 银层具有更强的表面增强效应 . XRD
Fig. 1 Anodic current ⁃ time curves(A) and corresponding normalized curves(B) of electrodeposition of silver at different step potential on glassy carbon electrode
铜电极表面含有铜的晶体结构,这为银的电沉积提供了“晶核”,而玻碳电极不存在此干扰,所以选择
在玻碳电极表面进行成核机理的研究 . 根据 Scharifker-Hills(SH)的理论模型[11,12],瞬时成核和连续成
核的归一化电流可分别表示如下:
(I/Im)2=1.9542(tm/t){1-exp[-1.2564(t/tm)]}2
Initial potential:0. 50 V;pulse width:5 s;temperature:(25±1)℃.
亚波长微纳光学的前沿研究(一)

亚波长微纳光学的前沿研究(一)庄松林;王琦;朱亦鸣;耿滔;张大伟【摘要】Materials and structures in micro and nano scale present many new characteristics different from the macroscopic scale. Mi-cro-nano processing technology has been one of the most popular fields in the current scientific research and industrial development. The preparation and special characteristics of negative refractive material and black silicon are introduced. Micro-nano optical devices play important role in new technology and broad prospects of science and technology innovation.%材料与结构在微纳米尺度展现了许多不同于宏观尺度的新特征,微纳加工技术已经成为当前科学研究与工业开发的热门领域之一。
笔者简要介绍了负折射材料和黑硅这两种微纳光学材料的制备及其特性,展示了微纳光学材料在新技术中的广阔前景和科技创新中的重要作用。
【期刊名称】《自然杂志》【年(卷),期】2012(034)004【总页数】9页(P187-195)【关键词】负折射;反常多普勒效应;黑硅【作者】庄松林;王琦;朱亦鸣;耿滔;张大伟【作者单位】中国工程院,教育部光学仪器与系统工程研究中心;上海市现代光学系统重点实验室;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;中国工程院,教育部光学仪器与系统工程研究中心;上海市现代光学系统重点实验室;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;中国工程院,教育部光学仪器与系统工程研究中心;上海市现代光学系统重点实验室;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;中国工程院,教育部光学仪器与系统工程研究中心;上海市现代光学系统重点实验室;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;中国工程院,教育部光学仪器与系统工程研究中心;上海市现代光学系统重点实验室;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093【正文语种】中文材料与结构在微纳米尺度展现了许多不同于宏观尺度的新特征,微纳加工技术已经成为当前科学研究与工业开发的热门领域之一。
纳米和波数换算

纳米和波数换算全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:纳米和波数是两个在物理和化学领域经常使用的概念,它们在科学研究和工程应用中都有着重要的作用。
纳米(nm)是长度单位,用于表示微观领域的尺度,特别是在纳米技术和纳米材料研究中经常使用。
而波数则是一个频率单位,常用于描述分子振动、光谱学、光子学等领域。
本文将介绍纳米和波数的概念及其相互换算的方法。
我们来看看纳米和波数各自的定义。
纳米是长度单位,相当于米的十亿分之一,即10^{-9}米。
在纳米尺度下,物质的特性会发生明显的变化,例如量子效应的显现、表面效应的增强等,因此纳米尺度的研究对于材料科学、生物医学、能源领域等都具有重要的意义。
波数是频率单位,通常用于描述光谱学和振动频率等问题。
波数的定义是每秒的循环次数,通常用以描述分子的振动频率或光子的能量。
波数的单位是Hertz,即赫兹,也可以用cm^{-1}表示,即每厘米中的波数循环次数。
在物理和化学领域中,经常需要将纳米和波数之间进行换算。
换算的公式如下:\[ \text{纳米} = \frac{10^{7}}{\text{波数}} \]通过这两个简单的公式,我们可以很方便地将纳米和波数进行转换。
如果我们知道某个物质的振动频率为1000 cm^{-1},那么将1000代入公式中,即可得到对应的纳米长度为10 nm。
反之亦然,如果我们知道某个物质的纳米尺度为20 nm,那么将20代入公式中,即可得到对应的波数频率为500 cm^{-1}。
除了上述的简单换算公式,实际应用中也可能涉及到更复杂的情况,比如需要考虑不同材料的折射率、光速等因素。
但通过纳米和波数之间的换算,我们可以更方便地在科研和工程实践中进行单位转换和数据分析。
纳米和波数是两个重要的物理量,在纳米技术、材料科学、光谱学等领域都有着广泛的应用。
通过掌握纳米和波数之间的换算关系,我们可以更好地理解和利用这些概念,推动科学技术的发展。
希望本文的介绍能够帮助读者更好地理解和应用纳米和波数的相关知识。
吸波超材料研究进展

吸波超材料研究进展一、本文概述随着现代科技的不断进步,电磁波在通信、雷达、军事等领域的应用日益广泛,然而,电磁波的散射和干扰问题也随之凸显出来。
为了有效地解决这一问题,吸波超材料应运而生。
吸波超材料作为一种具有特殊电磁性能的人工复合材料,能够实现对电磁波的高效吸收,因此在隐身技术、电磁兼容、电磁防护等领域具有广阔的应用前景。
本文旨在综述吸波超材料的研究进展,包括其基本原理、设计方法、制备工艺以及应用现状等方面。
将介绍吸波超材料的基本概念和电磁特性,阐述其吸波原理及影响因素。
然后,将综述近年来吸波超材料在结构设计、材料选择以及性能优化等方面的研究成果。
接着,将讨论吸波超材料的制备方法,包括传统的物理法和化学法以及新兴的3D打印技术等。
将展望吸波超材料在未来的发展趋势和应用前景。
通过本文的综述,读者可以对吸波超材料的研究现状有全面的了解,并为进一步的研究和开发提供有益的参考。
二、吸波超材料的基本原理吸波超材料,作为一种人工设计的复合材料,其基本原理主要基于电磁波的干涉、散射、吸收和转换等物理过程。
吸波超材料通过特定的结构设计,能够有效地调控电磁波的传播行为,从而实现高效的电磁波吸收。
吸波超材料的设计往往采用亚波长结构,这种结构可以在微观尺度上调控电磁波的传播路径,使得电磁波在材料内部发生多次反射和干涉,从而增加电磁波与材料的相互作用时间,提高电磁波的吸收效率。
吸波超材料通常具有负的介电常数和负的磁导率,这使得电磁波在材料内部传播时,会经历与常规材料不同的物理过程。
当电磁波进入吸波超材料时,由于介电常数和磁导率的负值特性,电磁波的传播方向会受到调控,从而实现电磁波的高效吸收。
吸波超材料还可以通过引入损耗机制,如电阻损耗、介电损耗和磁损耗等,将电磁波的能量转化为其他形式的能量,如热能,从而实现电磁波的衰减和吸收。
这种损耗机制的设计对于提高吸波超材料的吸收性能至关重要。
吸波超材料的基本原理是通过调控电磁波的传播路径、改变电磁波的传播方向以及引入损耗机制,实现电磁波的高效吸收。
亚波长纳米结构抗反射涂层

亚波长纳米结构抗反射涂层
亚波长纳米结构抗反射涂层是一种新型的光学材料,它利用纳米结构的特殊性质,成功地减少了光的反射率。
这种涂层可广泛应用于太阳能电池板、光学镜头和显示器等领域。
亚波长纳米结构抗反射涂层的核心技术是利用纳米级别的结构,在光线与材料交互时,通过干涉效应来减少光的反射率。
这种涂层可以有效地提高光学器件的透光率,从而提高其效率,并减少光线散射和反射造成的损失。
该技术的优势在于,它可以通过简单的化学方法制备,并且可以应用于不同类型的材料表面,包括玻璃、塑料和金属。
此外,亚波长纳米结构抗反射涂层具有优异的耐久性和稳定性,可以在不同的环境条件下使用。
总之,亚波长纳米结构抗反射涂层是一种具有广泛应用前景的新型光学材料。
随着技术的不断发展,相信它将为光学器件的性能提升和成本降低带来更多的机遇和挑战。
- 1 -。
第1讲-纳米光学介绍

1.关于此课程
考核内容: 课后作业 研究2-3篇近期发表的关于纳米光学的文章,写一篇科研报告
(影响因子>3.0,不少于2000字,截止日期2014.3.10前) 期末考试 如果有问题,你可以… … 发邮件 打电话 答疑时间访问我的办公室
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2. 纳米光学介绍
2.1 信息时代的光子学 2.2 什么是纳米光学? 2.3 为什么研究纳米光学? 2.4 此课程中你将学到纳米光学的什么内容? 2.5 纳米光学实例 2.6纳米光学应用
人类历史的主要进步往往都与物质有关
人们认识到如何利用自然界物质 现在科学家可以设计出具有新功能的纳米结构材料。
现代科技
石器时代
青铜时代
?
超材料?
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铁器时代
硅时代
(信息时代) BronzeAge:青铜时代,metamaterials: 超材料
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是否可以设计出具有新的光学性质的纳米材料? 是的! (否则我们也不可能学习这门课了^_^) 当结构达到光波长或更小的尺寸时,神奇的事情将要发生。 这门课中, 我们将学习这些事情是什么,又是怎样发生的。 为什么一定是纳米? 有什么实际意义?
是通过自然或人工纳米材料的物理、化学或结构性质来调控的。
举例: 纳米金颗粒&哥特式彩色玻璃的颜色 原因: 金属纳米颗粒的表面等离子体谐振
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colloid:凝胶,Gothic stained glass: 哥特式彩色玻璃,surface plasmon resonance: 表面等离子体共振
2.3 为什么研究纳米光学?
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当宏观物体减小到纳 米尺度时,由于出现明显
纳米压印法制作亚波长结构PI减反射膜

纳米压印法制作亚波长结构PI减反射膜田丽;毛志强;吴敏;王蔚【摘要】为提高柔性基底太阳能电池光电转化效率,减少表面反射损失,用Tracepro光学仿真软件模拟设计亚波长结构减反射膜尺寸参数,仿真结果表明亚波长结构薄膜在纳米柱高度72 nm,占空比为0.5,光栅周期在300~440 nm 处,光通量增强效果最佳.采用纳米压印技术,以多孔结构阳极氧化铝为模板,制作聚酰亚胺基底减反射膜.采用扫描电子显微镜和紫外-可见分光光度计研究了阳极氧化技术所制作的Al2 O3模板及其纳米压印技术等工艺参数对PI薄膜透过率的影响.测试结果表明,在0.3 mol/L草酸溶液中,70 V恒压模式连续反应1 h条件下制备AAO模板,在280℃,800 kg压力条件下,热压印时间为10 min 所得PI膜.在AM1.5大气质量条件下,UV⁃VIS透射光谱从440~1000 nm区域,所制作的薄膜较原始PI膜的透过率提高2%~5%.%In this paper, a set of dimension parameters of the sub⁃wavelength structural anti⁃reflection film are designed to improve the photoelectric conversion efficiency of flexible substrate solar cell and reduce the surface reflection losses. The designed parameters are simulated in TracePro optical simulation software. The simulation results show that the flux enhancement effect is optimum when the Nano⁃column height is 72 nm, the duty ratio is 0.5 and the grating period at 300-440 nm for the sub⁃wavelength structural film. UsingNano⁃imprinting technology, a polyimide membrane anti⁃reflection is fabricated based on the template of a vesicular structural anodic aluminum oxide ( AAO ) . The influence of the technological parameters, which is of the fabricated AAO template and its Nano⁃imprinting technology, on thepolyimide ( PI ) transmittance of the films is tested by scanning electron microscope and ultraviolet⁃visible light detector. In experiments, we fabricate the AAO template in 0.3 mol/L oxalic acid solution consecutively reacting for 1 h in 70 V constant voltage mode. The PI film is obtained with the insulation being 10 min at 280℃ and 800 kg pressure. The test results show that when the transmission spectrum is from 440 nm to 1 000 nm in air mass 1.5 ( AM1.5) atmosphere, the transmittance of the film is increased by 2%~5% than the primitive PI film.【期刊名称】《哈尔滨工业大学学报》【年(卷),期】2016(048)010【总页数】5页(P66-70)【关键词】亚波长结构;减反射膜;纳米压印;聚酰亚胺;阳极氧化【作者】田丽;毛志强;吴敏;王蔚【作者单位】哈尔滨工业大学航天学院,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学航天学院,哈尔滨150001;上海空间电源研究所,上海200245;哈尔滨工业大学航天学院,哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TB43太阳能电池作为一种高效率、长寿命、高可靠性的空间能源,在太空中要应对恶劣环境(真空中高能射线的辐照)、经受-185~150 ℃的高低温急变冲击等.现以单晶硅为主的太阳能电池阵列,质量大,质脆等性质严重地限制了其在未来空间技术领域中的应用.柔性基底复合薄膜太阳电池凭借其耗材少、成本低、可卷曲(柔性)、质量比功率高、轻便等特点成为当前太阳电池研究领域的热点[1-2].而聚酰亚胺(polyimide,PI)材料可长期工作在-269~280 ℃的环境中,其绝缘性能优异,阻燃性能好;具有很强的抗紫外线、抗辐射能力,在航天航空、空间太阳能电池等技术领域中发挥了重要的作用.照射到太阳电池表面的光不能充分被吸收,而是很大一部分被反射掉,影响电池效率[3-4].目前光学减反射方法主要由镀膜技术 (anti-reflection coating, ARC) 和亚波长结构 (subwavelength structure, SWS)制备技术两种方式[4-5].两种技术的机理都是利用渐变折射率的概念,避免界面处因折射率差异过大而形成高反射效应,但多层膜技术存在黏着性较差、热匹配性不佳及多层膜叠加稳定性等问题.亚波长结构减反射膜的特征尺寸小于波长,其反射率、透射率、偏振特性和光谱特性等都显示出与常规衍射光学元件截然不同的特征,具有优良的抗反射特性、较高的透射率、较低的折射率等优点.2011年,孙志娟等[6]利用自组装法制备中空二氧化硅纳米粒子亚波长结构减反射薄膜进行了优化处理.Rahman等[7]于2015年成功制备出在10~70 nm可精确调整的自组装纳米阵列减反射膜,应用在硅太阳能电池上,短路电流密度达到39.1 mA/cm2,非常接近理论极限.本文以制备柔性基底太阳能电池减反射薄膜制备为目的,选用聚酰亚胺为基底材料,以所制作的阳极氧化铝多孔结构为模板,采用纳米压印技术,制备出具有亚波长纳米杆阵列的陷光结构薄膜,为聚酰亚胺基底材料在空间太阳电池领域应用方面奠定技术基础.抗反射微结构是利用光的衍射和干涉现象,进行相干光波叠加,实现反射光和透过光强度的重新分配,进而实现表面反射光强度的降低.当光线从折射率为n0的介质入射到折射率为n2的另一种介质时,在两种介质的界面上就会产生光的反射.入射到薄膜表面的光,因其反射而分成两个分量,当两者相位差为π时,合振幅就是两个振幅之差,称为两光束的相消干涉.减反射作用就是利用光的干涉效应来实现的.当膜层的光学厚度为某一波长的1/4时,两个矢量的方向完全相反,合矢量的模最小.本文设计的带有亚波长纳米阵列结构的减反射结构如图1所示:此结构上层膜为亚波长结构聚酰亚胺薄膜(PI膜),折射率n1=1.86;下部分为硅衬底,折射率n2=3.5,空气介质折射率n0=1.0.入射光线通过PI膜进入到硅衬底中有两种路径,光线1通过PI薄膜柱结构进入衬底,光线2透过空气介质直接进入衬底.设定纳米光栅周期、纳米柱直径及纳米柱高度分别用a、b、h来表示,衍射角用θ表示,定义占空比f =b/a.利用干涉原理来确定纳米阵列结构的高度h, 当一束光入射到太阳能电池表面时,在纳米柱阵列结构表面上反射的光与在硅表面反射的光要达到干涉相消以减少入射光的反射,即当光程差达到2hn1=(2k+1)λ/2时,减反射效果最佳.在Am1.5条件的太阳能光谱中,能量最高的波长λ为532 nm,当k=0时,求得PI膜纳米柱阵列高度h=72 nm表面的减反射特性最好.利用衍射原理来确定光栅周期a,利用亚波长纳米光栅衍射原理简化的认为入射光在纳米光栅阵列中不会发生衍射的现象.当垂直入射的光波沿着光线2路径入射硅片表面,此时衍射造成的光程差是n2αsin θ.只针对第1级的衍射效果来说,要想得到衍射的极大值,就必须使得n2αsin θ=λ.取衍射角的最大值为90°,同时硅在禁带处的波长为1 100 nm,计算可得光栅周期为314 nm.其他情况下,衍射角都将小于90°,故PI膜纳米光栅的周期值应比314 nm大.1.1 仿真模型的建立Tracepro软件作为第1代利用ACIS solid modeling keme作为基础的光学仿真软件,被研究者广泛应用在各种光学领域分析中.针对具有亚波长结构减反射薄膜特征,建立体系模型如图2所示,模型上方为自定义的黑体辐射光源,下方为带有纳米阵列光栅减反射膜的硅太阳能电池,在太阳能电池中黑色截面(距离硅片上表面0.2 μm)为求解观察面.1.2 结果与分析1.2.1 纳米光栅周期对入射光吸收影响利用控制变量法,保持纳米阵列光栅的高度及占空比不变,令光栅周期从225~475 nm以5 nm为间距变化.设φ为光通量差,其中设φ1为存在表面纳米光栅阵列时,硅片表面与观测面的光通量之差;φ2 为不存在表面纳米光栅阵列时,表面与观测面的光通量之差.整体的相对增强比率γ,设,通过比较γ值,可以获得最佳的纳米阵列光栅周期值.图3(a)、(b)分别为在某一波段光照射时,有无纳米阵列光栅观测面的光通量情况.在这里取纳米光栅高度为理论上的最佳值72 nm,占空比0.5.通过观察γ值来确定最佳的纳米阵列光栅周期的值,仿真结果如图4所示.纳米阵列光栅周期在300~440 nm处可以获得较为理想的入射增强效果,440 nm处效果最好,300 nm光栅周期相对增强效果较好.1.2.2 占空比对入射光吸收的影响研究占空比对入射光吸收的影响时,其余值设定为理论最佳值,仿真结果如图5所示.由图5可知,占空比为0.20时,光通量差最小;而占空比为0.25~0.90时,仿真结果表明, 光通量差别在3.25×10-10 W左右,整体的性能差距不大,但是考虑到衍射的效率应与整个纳米阵列光栅周期的Fourier分量存在着比例关系,所以占空比应该选择0.50.纳米压印技术从1995年提出到现在已15年时间,作为一种高分辨率、高产出率、低成本的纳米结构图形的复制技术,己经受到世界上各个科技与工业发达国家的极大重视[7-8].纳米压印技术是利用含有纳米图形的模板以机械力(高温高压)压在软化的有机聚合物层上,等比例压印复制纳米图案.整个过程包括模板制备、压印和图形转移3个过程.本文的减反射薄膜制备工艺过程根据NIL技术原理,首先制备亚波长结构阳极氧化铝模板.纳米图形的模板可以用其他微纳米加工技术制作,其加工分辨力只与模板图案的尺寸有关,不受光学衍射极限等限制.2.1 阳极氧化铝模板制备阳极氧化铝模板凭借其独特的微观纳米多孔阵列结构、高硬度以及优异的尺寸可控性,被广泛的应用在生物传感器、太阳能电池减反射膜等各个领域中.根据氧化的条件不同,可以制备得到阻挡型氧化铝膜和多孔型的氧化铝膜.其中多孔阳极氧化铝具有孔径均匀、孔大小以及深宽比可调等优点,是制备纳米材料的最佳模板选择.制备阳极氧化铝纳米多孔结构模板的装置示意图以及工艺流程图如图6所示.清洗干净的铝片400 ℃进行2 h退火等预处理工序作为阳极,使用惰性石墨作为阴极,3 ℃恒温冰浴, 0.3 mol/L草酸溶液,70 V恒压模式下连续反应1 h后,将一次氧化后的铝片用去离子水冲洗干净,置入6%的磷酸和1.8%铬酸混合溶液反应7 h左右以去除氧化层.采用相同的参数进行二次氧化反应,即可得到规则有序的纳米多孔阵列模板.利用扫描电子显微镜(TESCAN VEGA3 SBH,泰思肯贸易(上海)有限公司)观察其表面的形貌,如图7所示.2.2 纳米压印PI薄膜NIL的基本思想是通过模板,将图形转移到相应的衬底上,转移的媒介通常是一层很薄的聚合物膜,通过热压或者辐照等方法使其结构硬化从而保留下转移的图形[9-12]本文选择聚酰亚胺薄膜即作为图形转移的热塑性材料,也作为衬底材料,直接在其表面压印图案,整个流程图如图8(a)所示.聚酰亚胺薄膜的玻璃化温度为280 ℃,首先在0压力的时候,升高热压机的温度到280 ℃使薄膜玻璃化,然后加压至800 kg,热压保温10 min后,让其自然冷却至室温,得到形貌较好的带有纳米阵列光栅结构的聚酰亚胺薄膜如图8(b)所示,可以看出整个纳米柱阵列高度有序,密度较高,并且柱径相对均匀.2.3 不同高度模板对透射率的影响为研究不同高度纳米阵列模板对入射光透射率的影响,本文采用控制变量法,选取3组对比实验来比较纳米阵列的高度对减反射膜透射率的影响.众所周知,在二次阳极氧化法制备阳极氧化铝模板的实验过程中,第1次阳极氧化会在铝片表面形成坑状结构,而第2次阳极氧化,将会在坑状结构处形成规则的纳米孔柱状结构,且氧化时间的长短决定着纳米孔阵列的高度.故在保证其余实验条件参数相同的情况下,只改变第2次的阳极氧化时间,分别为1、2、3 h,得到3组高度不同的纳米阵列模板,进行热压印制备带有纳米阵列结构的减反射膜.对于亚波长纳米杆结构聚酰亚胺薄膜减反射性能测试采用光透过率实验进行,使用755B型紫外/可见/近红外分光光度计(上海菁华科技仪器有限公司)测试薄膜的透射光谱.将纳米压印技术所制备的具有亚波长结构减反射PI薄膜与原始PI薄膜进行透光率测试实验,大气质量为AM1.5条件下,测试结果如图9(a)所示.在太阳电池可利用波段(400~1 000 nm),具有亚波长结构的减反射PI薄膜较原始无结构的PI薄膜在整个透射光谱方位内,透过率在不同的波段分别提高2%~5%,减反增透效果显著.图9(b)所示为不同阳极氧化时间所制备的阳极氧化铝模板,利用NIL技术在相同的工艺参数条件下进行PI减反射薄膜制备,然后在AM1.5大气条件下进行透过率参数测试.由图9(b)所示,随着二次阳极氧化时间的增长,压印制作的亚波长纳米柱结构高度不同,而且在440~1 000 nm波段的入射光光谱透过率也不相同.由二次阳极氧化时间为1 h的模板压印所制作的PI减反射薄膜透过率整体优于氧化时间为2,3 h氧化铝模板所压印的PI减反射薄膜的透过率.分析其原因主要是:随着纳米阵列高度的增加,对入射光的散射与遮蔽作用增强,其整体的干涉效果减弱,所以造成减反射效果降低.兼顾透过率效果与工艺时间成本,将二次阳极氧化时间优化为1 h,所制作的AAO模板压印制作的PI减反射薄膜的减反效果最佳.1)本文从理论的角度分析和设计优化了用于太阳能电池表面的纳米杆阵列PI减反射膜,利用Tracepro光学仿真软件,确定阳极氧化铝多孔纳米阵列光栅的结构尺寸.通过透光率试验测试结果,选取在0.3 mol/L草酸溶液中,采用70 V恒压模式连续反应1 h条件下制备AAO模板.采用此模板,利用纳米热压印方法,在280 ℃、800 kg压力条件下,保温10 min,将纳米多孔阵列结构转移到聚酰亚胺薄膜表面.2)通过UV-VIS测试实验,带有纳米阵列结构的聚酰亚胺薄膜透光率比原始聚酰亚胺薄膜透光率在可见到红外范围内分别提升2%~5%.3)通过纳米压印加工技术,在塑性基底聚酰亚胺材料上实现亚波长减反射结构,对于聚酰亚胺柔性基底空间太阳电池领域应用开展前期基础工艺研究,相较于传统的单层或多层减反射薄膜,亚波长减反结构更有研究价值和应用前景.【相关文献】[1] 张剑锋,郭云,杨生胜. 柔性基底太阳能电池在近空间飞行器上的应用[J]. 真空与低温,2011(S2):289-291.[2] YOU J, DOU L, YOSHIMURA K, et al. A polymer tandem solar cell with 10.6% power conversion efficiency[J]. Nature Communications, 2013(4): 1446. DOI:10.1038/ncomms2411.[3] WEDEMEYER H, MICHELS J, CHMIELOWSKI R, et al. Nanocrystalline solar cells with an antimony sulfide solid absorber by atomic layer deposition[J]. Energy & Environmental Science, 2013, 6(1): 67-71. DOI: 10.1039/C2EE23205G.[4] CHEN Xi, JIA Baohua, SAHA J K, et al. Broadband enhancement in thin-film amorphous silicon solar cells enabled by nucleated silver nanoparticles[J]. Nano Letters, 2012, 12(5): 2187-2192. DOI: 10.1021/nl203463z.[5] FU Xiuhua, PAN Yonggang, WANG Fei, et al. Research of multi-band laser high reflection mirror[C]//Proceedings of the 7th International Symposium on Advanced Optical Manufacturing and Testing Technologies: Advanced Optical ManufacturingTechnologies. [S.l.]: SPIE, 2014: 92812H-92812H-7. DOI:10.1117/12.2068781.[6] 孙志娟,陈雪莲,蒋春跃. 自组装法制备中空二氧化硅纳米粒子减反射薄膜[J]. 无机材料学报, 2014,29(9):947-955. DOI: 10.15541/jim20130632.[7] RAHMAN A, ASHRAF A, XIN Huolin, et al. Sub-50-nm self-assembled nanotextures for enhanced broadband antireflection in silicon solar cells[J]. Nature Communications, 2015(6):5963(1-6). DOI: 10.1038/ncomms6963.[8] HAN K S, SHIN J H, YOON W Y, et al. Enhanced performance of solar cells with anti-reflection layer fabricated by nano-imprint lithography[J]. Solar Energy Materials and Solar Cells, 2011, 95(1): 288-291. DOI: 10.1016/j.solmat.2010.04.064.[9] 孙洪文, 刘景全, 陈迪,等. 纳米压印技术[J]. 电子工艺技术, 2004, 25(3): 93-98.DOI:10.3969/j.issn.1001-3474.2004.03.001.[10]SUN Hongwen, LIU Jinquan, CHEN Di, et al. Nanoimprint Technology[J]. Electronics Process Technology, 2004, 25(3): 93-98.DOI:10.3969/j.issn.1001-3474.2004.03.001.[11]宫臣, 张静全, 冯良桓, 等. 三层减反射膜的模拟及其在太阳电池中的应用[J]. 功能材料, 2013, 44(4): 603-606. DOI: 10.3969/j.issn.1001-9731.2013.04.035.[12]陈海波,李阳平,王宁, 等. 二维亚波长结构石英紫外压印模板的制备[J]. 真空科学与技术学报,2013, 33(2):176-180 DOI: 10.3969/j.issn.1672-7126.2013.02.16.[13]RAUT H K, DINACHALI S S, ANSAH Antwi K K, et al. Fabrication of highly uniform and porous MgF2 anti-reflective coatings by polymer-based sol-gel processing on large-area glass substrates[J]. Nanotechnology, 2013, 24(50): 505201. DOI: 10.1088/0957-4484/24/50/505201.[14]YEO C I, KWON J H, JANG S J, et al. Antireflective disordered subwavelength structure on GaAs using spin-coated Ag ink mask[J]. Optics Express, 2012, 20(17): 19554-19562. DOI: 10.1364/OE.20.019554.[15]KIM B J, KIM J. Fabrication of GaAs subwavelength structure (SWS) for solar cell applications[J]. Optics Express, 2011, 19(103): A326-A330. DOI: 10.1364/OE.19.00A326.。
亚波长光学

减全反射现象。
BG
19
2)传输的表面等离子体激元被光栅的周期性缺陷 中断,当表面等离子体激元与光栅周期相当时,二者将发生 共振,表面等离子体激元被辐射。
BG
20
3)激发表面等离子体激元方式三 有随机缺陷的表面形貌的散射
沿金属界面传输的表面等离子体激元被散 射单元散射,表面等离子体激元被辐射。
精密计量
BG
6
光学
量子光学 激光光谱学 非线性光学 生理光学 信息光学 导波光学 新型激光器 薄膜光学 自适应光学
亚波长光学
BG
7
2、亚波长光学 (Sub-wavelength Optics)
• 亚波长光学——以表面等离子体激元为核心研究 内容的新兴学科,研究亚波长尺寸下光学器件和 光学系统中光的行为和性质,利用表面等离子体 和光子的相互作用,在亚波长范围内实现对光的 控制和利用。
• 1971年Kretschmann又给出了利用衰减全反射法用不 同结构同样获得了界面激元,Kretschmann结构也为 SPR型传感器奠定了基础。
• 纳米光学的发展,使束缚模式的机理研究逐渐拓展到 应用领域。出现集成光学。光子器件的尺寸也逐渐缩 小至纳米量级,对光束实现控制。
BG
13
• 1998年Ebbesen发现刻有周期性微孔阵列的金属薄膜 因激发表面等离子体激元而引起异常透射现象。
BG
17
如何激发表面等离子体激元?
1)激发表面等离子体激元方式一 全反射
BG
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对应于短波长处的透射峰值-表面等离子体激元共振
全内反射时,渗透到金属薄膜内的倏逝波引发金属中的自由
电子产生表面等离子体子, 当表面等离子体与倏逝波的频率
相等时,二者将发生共振。入射光被金属表面电子吸收,界面
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亚波长和纳米
1.引言
1.1 概述
概述部分的内容应该是对亚波长和纳米的简要介绍和定义。
可以按照以下方式编写内容:
引言部分:
亚波长和纳米是两个在科学技术领域中非常重要的概念。
亚波长通常指的是波长小于光的真空波长的现象或技术,而纳米是指尺寸在纳米级别的物质或结构。
在现代科学和工程中,由于纳米和亚波长现象的应用变得越来越广泛,我们需要深入了解和探索亚波长和纳米的特性和应用。
在本文中,我们将对亚波长和纳米进行详细的介绍和探讨。
本文将分为三个主要部分。
首先,在引言部分,我们将给出关于亚波长和纳米的概述,并介绍本文的结构和目的。
然后,在正文部分,我们将详细介绍亚波长和纳米的相关概念、原理和应用。
我们将探讨亚波长的研究和技术在光学、电子学、材料科学等领域的重要性,并介绍纳米材料、纳米器件以及纳米技术在生物医学、纳米电子学等领域的应用。
最后,在结论部分,我们将总结整篇文章的主要内容,并展望亚波长和纳米领域的未来发展方向和挑战。
通过对亚波长和纳米的全面探讨,我们希望读者能够更好地理解和应用亚波长和纳米技术,促进这些领域的研究和发展,为科学技术的进步和
人类社会的发展做出贡献。
1.2文章结构
文章结构部分的内容应包含以下信息:
文章结构部分旨在介绍本篇长文的整体框架和组成部分,以便读者能够更清楚地理解文章的内容和目的。
本文分为三个主要部分:引言、正文和结论。
下面将对每个部分进行详细说明。
1. 引言部分:
引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个方面。
1.1 概述:
在概述中,将简要介绍亚波长和纳米的概念和背景。
可以提到亚波长和纳米在科技领域的重要性和应用前景。
1.2 文章结构:
文章结构部分即是当前所在的部分。
在这一部分中,将详细列出本文的大纲和各个章节的标题。
文章结构的明确呈现有助于读者更好地理解文章内容的组织结构。
1.3 目的:
在这一小节中,阐明撰写本文的目的和意义。
可以描述为推动亚波长和纳米研究的进展、深化对亚波长和纳米的理解等。
2. 正文部分:
正文部分是本文的核心内容,主要包括亚波长和纳米两个章节。
2.1 亚波长:
在这一章节中,将详细介绍亚波长的定义、原理、特点和应用等。
可以探讨亚波长在光学、电子学、通信等领域的重要性,并阐述其在相关领域的具体应用案例。
2.2 纳米:
在这一章节中,将详细介绍纳米的定义、特点、制备方法和应用等。
可以讨论纳米技术在材料科学、生物医学、能源等领域的潜力和前景,并举例说明纳米技术在相关领域的具体应用案例。
3. 结论部分:
结论部分对整篇文章进行总结,并提出相应的结论和展望。
可以回顾亚波长和纳米在文章中的重要性和应用前景,并展望亚波长和纳米领域的未来发展方向。
以上便是文章结构部分的内容,通过清晰地概述了文章的整体框架和组成部分,读者可以在阅读本文时更好地理解和跟随文章的逻辑。
1.3 目的
3. 目的
本文的目的是探讨亚波长和纳米两个概念,并分析它们在科学和技术领域中的重要性和应用潜力。
通过对亚波长和纳米的介绍和比较,我们将了解它们在光学、材料科学、纳米技术等方面的研究进展,并探讨它们对现代科学和工程领域的影响。
具体而言,我们将研究亚波长和纳米在光学领域中的应用。
亚波长技术是一种基于长波光源的成像技术,具有较高的空间分辨率和成像能力。
通过研究亚波长技术,我们可以深入了解微小结构和纳米级尺度的物质特
性,并在生物医学、纳米材料和光电子器件等领域中得到广泛应用。
此外,纳米技术作为当今科技发展的热点领域,对材料科学和生物医学等领域产生了深远的影响。
纳米技术能够制造和操控纳米级尺度的材料和结构,具有独特的物理、化学和生物学特性。
我们将研究纳米技术的发展历程、应用领域和潜在风险,并探讨其在能源、环境、医药和电子等领域中的前景。
通过对亚波长和纳米的研究,本文旨在加深人们对这两个概念的了解,并促进纳米技术在科学和工程领域的应用。
我们希望通过对相关理论和实践研究的总结,为读者揭示亚波长和纳米的重要性和发展态势,同时也为相关领域的研究者提供参考和启示。
最后,我们希望通过本文的撰写,能够引起读者对亚波长和纳米的兴趣,推动相关领域的研究和探索,促进科技的进步和创新。
通过对亚波长和纳米的深入学习和理解,可以为现代科学技术的发展做出积极的贡献,为科学家们在这一领域的研究提供启示和思路。
2.正文
2.1 亚波长
亚波长是指物质或波长尺度小于光波的波长的现象。
在传统的光学理论中,我们常常使用光的波长来描述光的性质和行为。
然而,当我们的尺度接近或小于光的波长时,经典的光学理论将无法有效地描述这些现象。
亚波长现象的研究对于深入理解光的本质和开发新兴光学技术具有重要意义。
亚波长现象在纳米科学和纳米技术领域广泛应用。
纳米材料和纳米结
构常常展现出与宏观尺度完全不同的光学特性。
例如,在纳米颗粒中,当光的波长与颗粒尺寸相近或小于颗粒尺寸时,我们会观察到一系列有趣的现象,如光的散射、共振和增强效应等。
这些现象在光学传感、太阳能电池、光存储等领域有着重要的应用潜力。
在亚波长光学研究中,表面等离激元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)是一个重要的概念。
SPPs是一种在金属表面和介质界面上产生的电磁波与电子振荡相互耦合的现象。
它在亚波长结构中的存在使得我们可以操控光的传播和聚焦,实现超分辨率成像。
通过调节介质的折射率或改变金属的形状和大小,我们能够调控SPPs的性质,从而实现对光的控制。
除了SPPs,纳米光子学和亚波长光学研究还涉及到其他一些重要的概念和技术,如超透镜、纳米天线和表面增强拉曼散射等。
超透镜在亚波长光学中具有重要的意义,它能够克服传统光学成像的分辨率限制,将被放大的物体的细节显现出来。
纳米天线则用于处理和控制光的能量和波导。
表面增强拉曼散射是一种应用纳米结构在拉曼光谱学中获得极高灵敏度的技术,有助于检测和分析微量分子。
在亚波长光学的研究和应用中,人们正在不断地开发新的材料、新的结构和新的制备方法,以实现更好的性能和更广泛的应用。
亚波长光学的发展不仅推动了纳米科学和纳米技术的进步,也为光学通信、图像传感、生物医学和光电子学等领域带来了许多新的机遇和挑战。
总之,亚波长现象的研究为我们揭示了光的奇妙本质,并为新兴光学技术的发展提供了丰富的可能性。
通过深入探索亚波长光学领域,我们有望在纳米科学和纳米技术领域取得更多突破性的成果,推动科学技术的发
展。
2.2 纳米
纳米(Nanotechnology)是指对物质进行可控制、可观测和可应用的精确操纵,以纳米尺度为基础的技术和应用领域。
纳米技术的发展在科学界引起了广泛的关注和重视。
通过纳米技术,我们能够制造出尺寸仅为纳米级的物质,这种纳米材料具有独特的物理、化学和生物特性,使其在诸多领域有着广泛的应用前景。
纳米技术的应用范围非常广泛。
在材料领域,纳米技术可以制造出具有优异性能的纳米材料,如纳米颗粒、纳米薄膜和纳米纤维等。
这些纳米材料具有较大的比表面积和特殊的表面活性,能够被广泛用于催化、传感、吸附、分离等领域。
在能源领域,纳米技术可以应用于太阳能电池、燃料电池和储能设备等方面,提高能源转换效率和储能密度。
此外,在生物医学领域,纳米技术的应用也非常广泛,可以用于药物传输、肿瘤治疗、基因修复等领域,为疾病的治疗和预防提供新的解决方案。
然而,纳米技术也面临着一些挑战和风险。
纳米材料的制备和应用过程中,可能会产生对人体健康和环境有害的影响,如纳米颗粒可能会进入人体内部,对人体造成潜在的毒性。
因此,对纳米材料的安全性评估和监管显得尤为重要。
同时,纳米技术的独特性也带来了一些伦理、法律和社会问题,如隐私保护、知识产权保护和公众参与等方面。
为了推动纳米技术的应用和发展,各国纷纷加大了对纳米研究的投资和支持。
在全球范围内,纳米研究机构和实验室纷纷涌现,一系列关于纳米材料合成、纳米器件制备和纳米应用的研究正不断开展。
同时,纳米技
术的国际标准化工作也在积极推进中,以确保纳米技术的安全性和可持续发展。
总之,纳米技术作为一项前沿的科学技术,将在未来的发展中发挥重要的作用。
虽然纳米技术面临一些挑战和风险,但通过科学研究和国际合作,我们可以充分发挥其潜力,为人类社会的发展和进步带来巨大的贡献。
亚波长既是纳米技术的重要应用领域之一,也是纳米技术进一步发展的动力所在。
我们期待着纳米技术在亚波长领域的进一步突破和应用,为我们的生活带来更多的便利和进步。
3.结论。