动态响应等离激元微纳器件的构筑与性能研究

基本信息
批准号:21573087
项目类别:面上项目
资助金额:66.00
负责人:徐蔚青
学科分类:
依托单位:吉林大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘钧松,王晶,王海龙,王祎,刘治刚,梁丽佳,刘向源,杨丽园,邓荣
关键词:
等离激元器件动态调制表面等离激元波等离激元增强光谱表面增强拉曼散射
结项摘要

Plasmonic device is the key technique of future optoelectronic circuits. This project proposes a novel dynamic response plasmonic micro-device (DPD) model, which is composed of a multi-layer structure involving an active layer and a response layer, etc. Properties of spectral enhancement and directional emission based on the active control of plasmonic wave will be investigated for highly effective DPDs. Main contents include that 1) to simulate and construct four kinds of active layer-/response layer-sensitive DPDs based on the light, electric and thermal modulations. 2) To explore chemical methods (e.g. self-assembly) for the construction of active and response layers. 3) To study on the excitation, coupling, propagation and emission of surface plasmons via angle-dependent, polarization, and dark-field scattering spectroscopies. 4) To investigate new performance evaluation methods for DPDs and potential for surface-enhanced spectroscopy and optical modulators. The unique features of this project involve: 1) a new DPD structure based on piezoelectric effect. 2) The utilization of supramolecular chemical strategies for the device construction, simplifying their processing technic. 3) The reversible and continuous tuning of devices and optional response frequency regions. The proposed DPDs have wide application potential and this study is of significance in the field of plasmonic photonics.

等离激元器件是未来光电子回路的重要发展方向。本申请提出了新的动态响应等离激元微器件(DPD)模型。拟设计、构筑由活性层、响应层等多层膜结构组成的DPD,探讨该结构上主动调控等离激元而产生的光谱增强和定向发射特性,期望获得具有高效调控响应特性的微纳器件。研究内容:1通过设计、计算与模拟、构建四类基于光、电、热等手段调制的活性层或响应层敏感的DPD结构;2探讨自组装等化学手段构建活性层和响应层技术方法;3利用角度分辨、偏振、暗场散射等光谱方法探究等离激元激发、耦合、传导与发射;4探索DPD性能评估的新方法及应用前景,研究在表面增强光谱、光学调制器件的应用。本研究独特之处:1提出了基于压电效应的动态调控DPD结构;2采用超分子化学的手段进行器件构筑,拓展制备手段;3将表面增强特性引入器件设计,拓展了器件类型。本项目以构建新型DPD单元为目标,对等离激元光子研究具有重要意义。

项目摘要

动态响应等离激元微纳器件的光场调控能力为突破“后摩尔时代”瓶颈提供了新的途径,其在纳米光子器件的构造中发挥着重要作用。本项目(1)将具有光电功能的液晶材料和金属光栅组装,获得具有高调控效率的多层结构等离激元光调制器件,通过该电信号可以实现主动、连续可逆的透射波长调控能力,该调制器结构可作为集成光路的多路开关,也可作为显示器的像元,用于实现超高分辨显示;(2)通过制备六方垂直排列的银修饰聚合物纳米棒阵列,构造了在光控制下间隙可变的智能等离子体纳米器件,由等离激元热效应控制每单元内的7个纳米棒的聚集状态,实现对光场的动态调控,可有效地提高SERS信号的强度;(3)在棱镜-光波导体系上构建周期银纳米阵列,构成基于波导-消逝场耦合等离激元器件结构,改变入射光的偏振可以灵活调节增强局域场的位置,提供了一个独特的方法来实现巨大的光谱信号增益。本项目通过构造不同类型的动态响应等离激元微纳器件,实现了对响应波长、偏振状态、光谱增强特性的动态调控,这在纳米光子学、光通信和高性能显示器的研究中具有重要的意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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