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Au(111)薄膜表面等离激元和热载流子输运性质的理论研究
文献摘要：
厚度低至原子层的金属薄膜具有优越的光吸收能力和导电特性,尤其是在金属薄膜和介质界面激发的表面等离激元,可以很好地捕获光子并产生热载流子,使其在提高太阳能电池的光电转换效率、设计近红外波段的光电探测器和基于表面等离激元的传感器等方面表现出优异的性质.然而,目前还缺少对金属薄膜的表面等离激元和热载流子性质的系统理论研究.本文基于多体第一性原理计算方法,系统地研究了 1-5个原子层厚Au(111)薄膜的表面等离激元特性,以及由表面等离激元产生的热载流子的能量分布和输运性质.研究结果表明,Au(111)薄膜具有低损耗的表面等离激元特性.同时,在Au(111)薄膜和介质界面激发的表面等离激元约束程度较强,可以增强局部电场,这在纳米光子学应用中至关重要.此外,Au(111)薄膜具有高热载流子产生效率,且产生的热电子及热空穴能量较高,具有优异的平均自由程和平均自由时间.意外的是,Au(111)薄膜的直流电导率显著优于块体Au.这些结果为Au(111)薄膜在光电子器件和能量转换设备等的设计和制造提供了新的思路和理论基础.
文献关键词：
Au(111)薄膜;输运性质;表面等离激元;热载流子
中图分类号：
作者姓名：
张彩霞;马向超;张建奇
作者机构：
西安电子科技大学光电工程学院,西安 710071
文献出处：
引用格式：
[1]张彩霞;马向超;张建奇-.Au(111)薄膜表面等离激元和热载流子输运性质的理论研究)[J].物理学报,2022(22):306-318
A类：
B类：
Au,表面等离激元,热载流子,输运性质,金属薄膜,光吸收能力,导电特性,生热,太阳能电池,光电转换效率,近红外波段,光电探测器,系统理论,多体,第一性原理计算方法,能量分布,低损耗,纳米光子学,高热,热电子,空穴,平均自由程,自由时间,直流电,电导率,块体,光电子器件,能量转换
AB值：
0.226035
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