调控氧化铜颗粒中的米氏共振以用作纳米天线
光学
2022-01-19 v1 应用物理
摘要
纳米光学领域随等离子体金属的发展而成长。银、金和铜纳米颗粒等金属，由于称为局域表面等离子体共振（LSPR）的特殊性质，能够在纳米尺度上集中电磁（EM）场。这为包括纳米尺度光学、太阳能收集、光催化和生物传感在内的广泛应用奠定了基础。然而，等离子体金属存在固有缺陷，例如高热损耗，以及它们无法像半导体制造工艺那样规模化。此外，场增强仅限于电场。这些 altogether 抑制了等离子体金属纳米颗粒（PMNs）在实际应用中的更广泛应用。在本工作中，我们报道了具有中等折射率的亚微米氧化铜（CuO）颗粒，其可表现出强电场与磁场米氏共振，且具有可与等离子体对应物相媲美或略超的强消光/散射截面。通过开发具有强形状与尺寸控制的颗粒合成技术、光学光谱以及时域有限差分模拟，我们表明米氏共振峰值波长依赖于尺寸与形状。这在可见至近红外区域提供了可调性，以收集更宽部分的太阳光谱。因此，亚微米 CuO 颗粒在成为 PMNs 的高性能替代物方面展现出强潜力。强电场与磁场米氏共振介导的纳米天线效应使得 CuO 颗粒可潜在用于大量应用，包括表面增强拉曼光谱、超材料、光催化和光伏。
引用
@article{arxiv.2201.06608,
title = {Tailoring Mie Resonances in Cupric Oxide Particles for Use as Nanoantennas},
author = {Sundaram Bhardwaj Ramakrishnan and Ravi Teja Addanki Tirumala and Farshid Mohammadparast and Swetha M. Arumugam and Marimuthu Andiappan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.06608},
year = {2022}
}
备注
Combined Main draft & SI - 25 pages