量子點(diǎn)—表面等離子體耦合系統(tǒng)的量子特性
發(fā)布時(shí)間:2020-12-12 07:20
光與物質(zhì)的相互作用在少光子層面上的研究常用腔量子電動(dòng)力學(xué)理論,在全量子體系中分析點(diǎn)腔耦合系統(tǒng)的非線性光學(xué)特性及其量子態(tài),F(xiàn)階段常用光子晶體作為納米微腔來(lái)增大光與物質(zhì)的相互作用。小型化、集成化的器件是信息化發(fā)展的方向和需求。然而,由于存在衍射極限,光子晶體微腔的結(jié)構(gòu)尺寸仍然受到了限制。存在于金屬納米結(jié)構(gòu)表面的表面等離子體能夠解決這一問(wèn)題,它能夠突破衍射極限,使光學(xué)微腔達(dá)到更小的模式體積。這是因?yàn)榻饘偌{米顆粒表面有很多自由電子,這些自由電子可以與外加激勵(lì)相互作用產(chǎn)生共振波,由于金屬界面的束縛作用,共振波只能在金屬表面?zhèn)鞑。本文基于量子點(diǎn)-表面等離子耦合系統(tǒng),做了如下工作:1.選取了金圓錐二聚體作為產(chǎn)生表面等離子體腔的模型結(jié)構(gòu),并剖析了金屬納米顆粒的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其吸收截面的影響。結(jié)果表明,金屬納米顆粒對(duì)光場(chǎng)的匯聚效果和其對(duì)應(yīng)的腔的損耗系數(shù),在保證點(diǎn)腔共振的情況下不能同時(shí)到達(dá)最優(yōu)。為了比較這兩個(gè)性質(zhì)對(duì)研究系統(tǒng)的量子特性的影響,我們選取了兩組典型的結(jié)構(gòu)作為比較。2.為了在全量子框架下分析模型的量子特性,需要用腔量子電動(dòng)力學(xué)理論描述模型。這就需要知道求解量子主方程時(shí)此模型相關(guān)的參數(shù)。本文結(jié)合了量子電...
【文章來(lái)源】:北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:57 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2典型半導(dǎo)體量子點(diǎn)禁帶寬度的可調(diào)范圍??1.1.3表面等離子體微納結(jié)構(gòu)??
流子之間的庫(kù)倫作用會(huì)增強(qiáng)。??體材料尺寸到納米尺寸的范圍內(nèi),半導(dǎo)體量子點(diǎn)的禁帶寬度是可以調(diào)節(jié)的,??圖1-2展示了某些半導(dǎo)體材料的禁帶寬度可調(diào)范圍。??4?I??3-?y?了?I??5?1?半導(dǎo)體?了?▲?T??爸?T?T?T?T?T????錢_?4?I?I??S?丄?I?T??▽?1??T?K3_Mm??-T-?-";:卞廠:????i???*??丄i?半金鹿-金姊???I?|?|?|?|?|?tiii?|?1?|?|?|?|???X,?c-??rj?^?sl?^?**-??^?C-?-C?in?〇?Q?\r‘?rj?z)??TD^i—?z:?ir,?jz?r-?i=?^??r?1?TD?-73?r3?^?^?si)?d?—?::?二二*?二、?d?=??CJUOG?二二一?一?二??圖1-2典型半導(dǎo)體量子點(diǎn)禁帶寬度的可調(diào)范圍??1.1.3表面等離子體微納結(jié)構(gòu)??等離子學(xué)是納米光電子領(lǐng)域的一個(gè)主要的組成部分,它研宄了電磁場(chǎng)是如何??被束縛在波長(zhǎng)量級(jí)的維度甚至比波長(zhǎng)更小的量級(jí)的維度。等離子體引起了亞波長(zhǎng)??范圍的光學(xué)近場(chǎng)增強(qiáng),這是由于金屬表面或者很小的金屬納米結(jié)構(gòu)上電磁輻射和??傳導(dǎo)電子之間的相互作用過(guò)程。??表面等離子體(surface?plasmons)共振時(shí)金屬納米結(jié)構(gòu)中最為突出的光學(xué)性??質(zhì)。它是有外加電磁場(chǎng)激勵(lì)時(shí)由一系列電子的集體振蕩產(chǎn)生的。表面等離子體共??振實(shí)現(xiàn)起來(lái)并不容易|27,281。對(duì)于金屬納米顆粒而言,電子在各個(gè)方向上都被局限??起來(lái)
北京郵電大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文???(二)選擇材料??有了幾何結(jié)構(gòu)之后,還要給它定義材料。Comsol?Multiphysics內(nèi)置豐富的材??庫(kù),涵蓋了科研工作中的所需的大部分材料,可以在“添加材料”中搜索自己??要添加的材料即可。除此之外,還可以通過(guò)材料函數(shù)和輸入介電常數(shù)等方法自??義模型中幾何實(shí)體的材料。自定義材料有插值函數(shù)、解析函數(shù)、和分段函數(shù)三??可定義材料屬性的函數(shù)。??(三)選擇適當(dāng)?shù)纳漕l接口??射頻的物理場(chǎng)接口中,電磁波,頻域接口(Radio?Frequency)用于求解時(shí)諧??磁場(chǎng)分布[2Q]。該物理接口為電場(chǎng)求解時(shí)諧波波動(dòng)方程?捎糜谟(jì)算高頻系統(tǒng)??電場(chǎng)和磁場(chǎng),也就是說(shuō),在波長(zhǎng)與系統(tǒng)尺寸相當(dāng)?shù)南到y(tǒng)中。這些物理接口可以??于對(duì)時(shí)間諧波和瞬態(tài)電磁場(chǎng)進(jìn)行建模,求解全場(chǎng)或散射場(chǎng)。物理場(chǎng)可以添加單??或者多個(gè),本文只添加了一個(gè)物理場(chǎng)接口,正是電磁波,頻域物理場(chǎng)接口。??(四)定義邊界條件和初始條件??xo°?f?1?'?'?!?1?'?'??
本文編號(hào):2912102
【文章來(lái)源】:北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:57 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2典型半導(dǎo)體量子點(diǎn)禁帶寬度的可調(diào)范圍??1.1.3表面等離子體微納結(jié)構(gòu)??
流子之間的庫(kù)倫作用會(huì)增強(qiáng)。??體材料尺寸到納米尺寸的范圍內(nèi),半導(dǎo)體量子點(diǎn)的禁帶寬度是可以調(diào)節(jié)的,??圖1-2展示了某些半導(dǎo)體材料的禁帶寬度可調(diào)范圍。??4?I??3-?y?了?I??5?1?半導(dǎo)體?了?▲?T??爸?T?T?T?T?T????錢_?4?I?I??S?丄?I?T??▽?1??T?K3_Mm??-T-?-";:卞廠:????i???*??丄i?半金鹿-金姊???I?|?|?|?|?|?tiii?|?1?|?|?|?|???X,?c-??rj?^?sl?^?**-??^?C-?-C?in?〇?Q?\r‘?rj?z)??TD^i—?z:?ir,?jz?r-?i=?^??r?1?TD?-73?r3?^?^?si)?d?—?::?二二*?二、?d?=??CJUOG?二二一?一?二??圖1-2典型半導(dǎo)體量子點(diǎn)禁帶寬度的可調(diào)范圍??1.1.3表面等離子體微納結(jié)構(gòu)??等離子學(xué)是納米光電子領(lǐng)域的一個(gè)主要的組成部分,它研宄了電磁場(chǎng)是如何??被束縛在波長(zhǎng)量級(jí)的維度甚至比波長(zhǎng)更小的量級(jí)的維度。等離子體引起了亞波長(zhǎng)??范圍的光學(xué)近場(chǎng)增強(qiáng),這是由于金屬表面或者很小的金屬納米結(jié)構(gòu)上電磁輻射和??傳導(dǎo)電子之間的相互作用過(guò)程。??表面等離子體(surface?plasmons)共振時(shí)金屬納米結(jié)構(gòu)中最為突出的光學(xué)性??質(zhì)。它是有外加電磁場(chǎng)激勵(lì)時(shí)由一系列電子的集體振蕩產(chǎn)生的。表面等離子體共??振實(shí)現(xiàn)起來(lái)并不容易|27,281。對(duì)于金屬納米顆粒而言,電子在各個(gè)方向上都被局限??起來(lái)
北京郵電大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文???(二)選擇材料??有了幾何結(jié)構(gòu)之后,還要給它定義材料。Comsol?Multiphysics內(nèi)置豐富的材??庫(kù),涵蓋了科研工作中的所需的大部分材料,可以在“添加材料”中搜索自己??要添加的材料即可。除此之外,還可以通過(guò)材料函數(shù)和輸入介電常數(shù)等方法自??義模型中幾何實(shí)體的材料。自定義材料有插值函數(shù)、解析函數(shù)、和分段函數(shù)三??可定義材料屬性的函數(shù)。??(三)選擇適當(dāng)?shù)纳漕l接口??射頻的物理場(chǎng)接口中,電磁波,頻域接口(Radio?Frequency)用于求解時(shí)諧??磁場(chǎng)分布[2Q]。該物理接口為電場(chǎng)求解時(shí)諧波波動(dòng)方程?捎糜谟(jì)算高頻系統(tǒng)??電場(chǎng)和磁場(chǎng),也就是說(shuō),在波長(zhǎng)與系統(tǒng)尺寸相當(dāng)?shù)南到y(tǒng)中。這些物理接口可以??于對(duì)時(shí)間諧波和瞬態(tài)電磁場(chǎng)進(jìn)行建模,求解全場(chǎng)或散射場(chǎng)。物理場(chǎng)可以添加單??或者多個(gè),本文只添加了一個(gè)物理場(chǎng)接口,正是電磁波,頻域物理場(chǎng)接口。??(四)定義邊界條件和初始條件??xo°?f?1?'?'?!?1?'?'??
本文編號(hào):2912102
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