寬頻電漿子系統登場
- 上線日期：2010/2/26 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
美國科學家最近採用軟性干涉微影術(soft interference lithography, SIL)，製作出高品質的週期性金屬奈米結構，且該結構的對稱性可以透過設計加以調整。這種二維的電漿子晶體(plasmonic crystal)可望應用在薄膜光伏元件、發光元件及光學開關等領域中。
電漿子學是光子學中的新興課題，它利用的是金屬表面電子與光交互作用產生的表面電漿子(surface polariton plasmon, SPP)。能提供SPP的金屬及金屬-介電質奈米結構是繼平面波導(planar waveguide)及光子晶體(photonic crystal)結構之後，又一種可以用來導引及操控光的系統，因此吸引了許多研發能量。
西北大學的Teri Odom等人利用軟性干涉微影術發展出一種低成本、大面積的奈米製造方法，可以製作出具有三維單位晶胞及晶格對稱性的二維電漿子晶體。這種金屬奈米結構組成的陣列可以將光侷限在單位晶胞的邊緣。
研究人員首先製作出面積達平方級的低對稱性(如菱形)晶格，然後利用SIL製作出週期可小至400 nm而特徵尺寸只有200 nm的電漿子晶體。他們量測了各個角度的反射頻譜，以繪製能帶結構，得到的色散關係類似光子晶體，並可據此判斷此結構侷限入射光的條件。Odom指出，經由妥善的設計，這種大面積的奈米結構可以產生極強的電磁場，並且在相當寬的頻率範圍困住入射光。
該小組接下來將研究如何將此寬頻電漿子基板以及其能強化光-物質交互作用的特性，落實在薄膜光伏元件等應用中，希望得到能在更大的波段及角度收集太陽光的太陽電池。詳見ACS Nano | DOI: 10.1021/nn901590p。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/41746
譯者:蔡雅芝(逢甲大學光電學系)
責任編輯:蔡雅芝
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