课题基金 / 基金详情

基于全介质纳米颗粒核壳结构复合物的电化学调谐散射研究

批准号:
62105121
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
刘心悦
依托单位:
学科分类:
交叉学科中的光学问题
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘心悦

项目摘要

结项摘要

刘心悦的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
随着高性能光调控器件向微型化和低功耗化发展,如何实现纳米尺度单分子或单颗粒的光 调控尤为重要。过去几年,具有可调等离激元性质的贵金属等离激元纳米材料取得了可观的研究进展,因其具有较强的局部电磁场增强效应,适合纳米尺度下的光调控。但贵金属等离激元 纳米材料热效应明显,限制了其在光调控方面的广泛应用。最新研究表明,全介质纳米材料同样能产生强烈的电磁偶共振,然而目前基于单个全介质纳米颗粒的电化学调谐光学响应鲜少有报道。因此,本项目拟制备全介质纳米颗粒/导电聚合物核壳结构复合物并分析其光学性质,进一步将其作为电极材料组装成电化学电容器,研究复合纳米颗粒在循环伏安测试下的动态散射光谱调控过程,探究基于电化学氧化还原的光谱调制及其电致变色机理,优化制备具有精确光谱调控性能的复合颗粒。本项目将为全介质纳米材料在光学响应调控方面的应用提供新思路。
英文摘要
Recent years, with high performance optical manipulation devices are inclined to be miniaturized and low power consumption, therefore, it is particularly important to realize the optical manipulation based on single molecule or single particle at nanoscale. In the past few years, significant advances have been achieved in the design various noble metal plasmonic nanomaterials with controlled plasmonic properties, of which the strong near-field enhancement effect are suitable to implement light manipulating at nanoscale. However, the obvious high loss limit their applications in optical manipulating. The latest research showing that all-dielectric nanomaterials also have strong electric and magnetic dipole resonance modes. The study of electrichemical tuning optical responses based on single all-dielectric composite nanoparticle is barely reported at present. In this project, we will synthesize all-dielectric nanoparticles/conducting polymers core-shell nanostructures and , then electrochemical capacitor will be assembled with composite nanoparticles as electrode materials, then the process of dynamic scattering spectra manipulation will be studied under cyclic voltammetry tests. Furthermore, the mechanism of the scattering spectra manipulation and electrochromic behaviour based on electrochemical redox properties will be explored. It will provide an new effective approach for the application in optical responses manipulation for all-dielectric nanomaterials.
具有米氏共振的介电纳米颗粒已经成为在纳米尺度上增强光与物质相互作用的有效结构,与等离子体纳米颗粒相比,高折射介质纳米颗粒能够以更低的成本和热损耗实现光局域。米氏共振的主动调谐为介质纳米颗粒作为纳米像素在纳米光子学中的应用开辟了新的可能性。然而,电控载流子注入所带来的介质材料的折射率变化非常微弱,且以往报道中的纳米像素组装通常需要复杂的纳米光刻技术。当周围介质的光学特性被外部刺激调控时,可以得到活性介质颜色。电致变色导电聚合物在被施加电压时发生氧化还原反应,介电性质同时发生可逆变化,适合作为米氏共振颗粒的周围介质。基于此,本项目设计并制备了电调控米氏纳米颗粒,颗粒由内核硅纳米颗粒和外壳聚苯胺构成。聚苯胺外壳的载流子浓度和介电常数可以通过切换氧化还原态发生变化,进而改变硅和聚苯胺的近场耦合。因此米氏共振态在-2V到2V的电压之间被调控,从而使散射光谱在可见光范围内被电调谐。将该核壳结构复合纳米颗粒作为电极材料组装成电化学器件,每个复合纳米颗粒可以作为一个独立的活性纳米像素,该纳米像素具有切换速度快、能耗低和光学对比度高的优点。此外,可以通过光镊系统将加载了动态色彩信号的纳米像素排布成美观有序的图案,图案在不同的电压下显示出生动均匀的动态颜色。进一步可以将信息加密隐藏在纳米像素矩阵中,并通过多路电调控来解密。本项目为构建可逆电调谐纳米像素提供了思路,突出了介质纳米颗粒在光学显示和信息加密中的应用潜力。
基于非对称全介质超表面的Mie-激子共振耦合及电调谐
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    15.0万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    刘心悦
  • 依托单位:
国内基金
海外基金