Author Affiliations
Abstract
1 Nanjing University, College of Engineering and Applied Sciences, National Laboratory of Solid State Microstructures, Jiangsu Key Laboratory of Artificial Functional Materials, Nanjing, China
2 Nanjing University, Key Laboratory of Intelligent Optical Sensing and Manipulation, Ministry of Education, Nanjing, China
Dynamic plasmonics with the real-time active control capability of plasmonic resonances attracts much interest in the communities of physics, chemistry, and material science. Among versatile reconfigurable strategies for dynamic plasmonics, electrochemically driven strategies have garnered most of the attention. We summarize three primary strategies to enable electrochemically dynamic plasmonics, including structural transformation, carrier-density modulation, and electrochemically active surrounding-media manipulation. The reconfigurable microstructures, optical properties, and underlying physical mechanisms are discussed in detail. We also summarize the most promising applications of dynamic plasmonics, including smart windows, structural color displays, and chemical sensors. We suggest more research efforts toward the widespread applications of dynamic plasmonics.
dynamic plasmonics structural transformation carrier-density modulation electrochemically active surrounding-media manipulation smart windows structural color displays chemical sensors Advanced Photonics
2021, 3(4): 044002
南京邮电大学 有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地, 江苏 南京 210023
介绍了一种太赫兹波光学调制系统, 该系统首先通过刀片与半导体之间的狭缝实现太赫兹波和太赫兹表面等离子体波之间的耦合, 然后通过改变照射到本征半导体表面的光强用以调控半导体表面的等离子体频率, 使得半导体表面的等离子体频率在有光照和无光照条件下分别大于和小于其上传输的太赫兹表面等离子体波的频率, 从而实现对在半导体表面传输的太赫兹表面等离子体波以及由其耦合出的太赫兹波的强度调控。该调制方法与传统方法相比具有调控频带宽、速度快、成本低、常温工作等优点, 可用于太赫兹波通讯。仿真和实验结果进一步验证了该调制系统应用的可行性。
太赫兹 表面等离子体波 半导体 等离子体频率 载流子浓度 terahertz surface plasmon semiconductor plasma frequency carrier density 红外与激光工程
2019, 48(2): 0203005
1 华中科技大学 光学与电子信息学院,武汉 430074
2 华中科技大学 中欧清洁与可再生能源学院,武汉 430074
采用SCAPS1D软件建立了CZTS (Cu2ZnSnS4)薄膜电池模型,并对其输出特性进行了数值模拟,分别研究了CZTS吸收层厚度、载流子浓度和禁带宽度对CZTS薄膜电池的影响。结果表明较薄的CZTS吸收层即可满足对光谱吸收需要。载流子浓度NA的增加可以提高开路电压,但会造成短路电流减小,所以载流子浓度也是太阳电池设计中需要平衡的问题之一。最后采用成分分级方法,通过改变Se/(Se+S)比例来研究不同禁带宽度下的CZT(S,Se) (Cu2ZnSn(S,Se)4)电池性能。结果发现当Se/(Se+S)=0.3,即Eg=1.32eV时电池效率达到最高21.1%。
载流子浓度 禁带宽度 成分分级 SCAPS1D SCAPS1D CZTS CZTS carrier density bandgap composition grading
为验证折射率调制的脉冲射线束探测技术，建立了原理验证系统。该系统基于平行平板干涉原理，测量传感介质的折射率在射线激发下的瞬时变化。传感介质为GaAs，探针光为1310 nm单模激光，外界激发射线源平均能量为300 keV，脉宽为20 ns。使用带宽775 kHz的近红外InGaAs光电探测器，观测到了GaAs晶体在脉冲射线激发下的折射率变化。初步理论分析表明，射线脉冲在GaAs中产生的非平衡载流子浓度为1014 cm-3量级，折射率变化为10-6量级。折射率变化的实验结果与理论计算在量级上是符合的。实验结果表明，基于折射率调制的脉冲射线束探测技术基本可行，利用该系统可进一步发展高时间分辨的脉冲射线束探测技术。
脉冲辐射探测 折射率调制 载流子浓度 干涉仪 超快脉冲探测技术 pulsed radiation detection refractive index modulation carrier density interferometer ultrafast-pulse detecting technology 强激光与粒子束
2014, 26(11): 114005
1 青海民族学院 电子工程与信息科学系,西宁 810007
2 西南交通大学 信息科学与技术学院,成都 610031
为了研究光柵调谐外腔半导体激光器的调谐特性和双稳特性之间的关系,采用建立H参量简化模型、以载流子密度表征阈值特性的方法,得到了以H参量表达的调谐范围解析式,对反共振所需剩余反射率的上限进行了理论分析,数值模拟了激光出射端反射系数、剩余反射率对调谐范围和双稳环环宽的影响,得到了环宽最大值的位置。结果表明,H参量简化模型能够阐明光栅调谐外腔半导体激光器的调谐特性与双稳特性的关系。
激光技术 H参量简化模型 载流子密度 调谐范围 双稳环 laser technique H parameter simplified model carrier density tuning range hysteresis loop
1 湖南大学,应用物理系,湖南,长沙,410082
2 湖南大学,光电子材料研究所,湖南,长沙,410082
以电流连续性方程为基础,用易测量的注入电流密度来确定载流子浓度的边界值,得出载流子浓度和电流密度的解析表达式.计算并讨论了电子密度和电子电流密度在器件中的分布,电场对它们的影响以及电场与势垒对复合效率的影响.该模型较好地解释了有关实验现象.
有机电致发光二极管 电场 载流子浓度 电致发光效率 OLED electric field carrier density electoluminescent efficiency
1 Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, CHN
2 Sichuan University, Chengdu 610064, CHN
1 华中理工大学光电子工程系, 武汉 430074
2 华中理工大学激光研究所, 武汉 430074
详细研究了行波半导体光放大器的增益波动特性，理论模型的建立舍弃了通常采用的载流子在光放大器中沿腔长方向均匀分布的假设。分析表明，光放大器增益波动的大小与器件端面反射率、自发发射因子以及入射光功率等因素有关。理论计算与实验结果得到了较好的吻合。
行波半导体光放大器 增益饱和 增益波动 载流子浓度的空间依赖性
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
首次在理论上用量子阱激光器增益与载流子密度的对数关系替代了原有速率方程中的线性关系，得到了改进了的速率方程，分析了稳态和调制特性。从理论上得到了获得最低阈值的最佳阱数和最大调制带宽的最佳腔长。
速率方程 量子阱激光器 载流子密度
Dept. of Elec. Eng., Jilin University, Changchun 130023, CHN
