基于離散偶極近似的寬頻譜金屬納米結(jié)構(gòu)的設(shè)計.pdf

1、為尋求可應(yīng)用于提高太陽能轉(zhuǎn)換效率且具有寬頻譜性質(zhì)或表面等離共振性質(zhì)可調(diào)的金屬納米顆粒及復(fù)合結(jié)構(gòu)，本論文利用離散偶極近似方法模擬分析了貴金屬金、銀、銅和磁性材料鈷四種不同金屬納米結(jié)構(gòu)的光學(xué)性質(zhì)。具體研究了金屬單質(zhì)與合金納米顆粒、核殼結(jié)構(gòu)及中空結(jié)構(gòu)的消光光譜，探討了其特定結(jié)構(gòu)與組分等因素對其表面等離共振性質(zhì)的影響。取得的主要結(jié)果如下：
　　半徑為50 nm的銀納米粒子在酚醛樹脂中，散射光譜橫跨了整個可見光區(qū)；半徑為70nm的金納米粒子

2、消光譜可以橫跨整個可見光區(qū)域；對于半徑為90 nm的銅納米顆粒，其光譜也橫跨整個可見光區(qū)域。不同半徑的金、銀、銅納米顆粒都具有較寬的頻譜，將其運用到太陽能電池中，可以增加可見光區(qū)域的光利用效率，提高器件的光電轉(zhuǎn)換效率。對于銀金、銅金、銀銅合金以及金銀核殼結(jié)構(gòu)納米顆粒，其光學(xué)性質(zhì)不同，分別可實現(xiàn)消光峰位在480 nm-580 nm，580 nm-630 nm，480 nm-600 nm，400 nm-560 nm頻譜范圍之間的微調(diào)。金空心

3、球納米粒子，可在600 nm-900 nm內(nèi)調(diào)節(jié)其消光峰位，隨空心球內(nèi)核半徑及殼層厚度的變化，其消光峰位可以由可見光區(qū)移動到紅外波段。這些結(jié)果對于應(yīng)用在提高特定光波段的太陽能電池能量吸收上具有獨特的優(yōu)勢。
　　對于金屬鈷納米顆粒而言，隨半徑從30 nm增大到70 nm，消光譜峰位從325 nm移動到585 nm，由紫外變化到可見光區(qū)域。半徑為50 nm的鈷納米顆粒水溶液消光效率達到最大，且散射強度優(yōu)于吸收，可以適用于太陽能電池的應(yīng)