基于重掺杂金属氧化物的等离激元特异材料研究

基本信息
批准号:11264003
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:60.00
负责人:薛春华
学科分类:
依托单位:广西科技大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杜桂强,李政林,李延辉,辛艳青,袁浩浩,古家虹,崔立勇,李帅帅
关键词:
表面等离激元特异材料
结项摘要

Metamaterials are a type of artificial microstructures with unique physical properties that may not be found in nature and have wide applications in the areas of optical information processing, telecommunication, imaging, sensor and etc. In the research of metamaterials, metals have traditionally been the metamaterial of choice due to their ability to support collective oscillations of free electrons,i.e. surface plasmon polaritons. However, for most metals, their plasma frequencies are in the ultraviolet region, which results in large negative values of real permittivity in the visible and infared region. In addition, even the metals with the highest conductivities such as silver and gold suffer from large losses in the visible and infared region. These drawbacks of metals limit the feasibility of many plasmonic applications. People expect to find alternative plasmonic materials with tunable plasma frequencies and low losses in order to promote the development of metamaterial research and relative nanophotonic devices..In this subject, we will study the plasmonic metamaterials based on heavily doped metallic oxides. Heavily doped metal oxides are a type of wide band gap semiconductor materials with metal-like optical properties in the visible and infrared region. Because they possess tunable plasma frequencies, low losses, very strong third-order nonlinear optical response and very strong electro-optic effect, heavily doped metal oxides are a type of excellent plasmonic materials. The highlights are investigations on the control of surface plasmon polaritons in heavily doped metal oxides, investigations on the control of surface plasmon polaritons in plasmonic metamaterials containing heavily doped metal oxides and investigations on the nonlinear optical response and electro-optic effect in the plasmonic metamaterials. Based on the above research we expect to resolve critical problems as follows: the control of permittivities and plasma frequencies of heavily doped metal oxides by varying the dopant and the doping ratio, the properties of surface plasmon polaritons in plasmonic metamaterials based on heavily doped metal oxides and the control of nonlinear optical response or electro-optic effect. This research will be carried out theoretically and experimentally. The research results will not only improve people's understanding of controlling surface plasmon polaritons in plasmonic metamaterials, but also have potential applications for novel nanophotonic devices.

本项目围绕基于重掺杂金属氧化物的等离激元特异材料展开研究。重掺杂金属氧化物是一种特性类似金属的宽带隙半导体材料,具有等离子体频率可调,损耗低,非常大的三阶非线性光学响应和非常大的电光效应等特点,是一种优秀的等离激元材料。研究重点集中在重掺杂金属氧化物的表面等离激元调控机理研究,基于重掺杂金属氧化物的等离激元特异材料中表面等离激元的调控机理以及非线性光学效应和电光效应研究。通过上述研究工作,我们拟解决以下关键问题:不同掺杂物、不同掺杂比对重掺杂金属氧化物的介电常数及等离子体频率的调节机理,基于重掺杂金属氧化物的特异材料微结构中表面等离激元特性,以及微结构中非线性光学效应或电光效应的调控。本项目研究将从理论和实验两方面展开,其结果不仅有助于人们更深入的理解等离激元特异材料中表面等离激元调控机理,而且在新型纳米光子器件方面有潜在应用。

项目摘要

本项目围绕基于重掺杂金属氧化物的等离激元特异材料展开研究。重掺杂金属氧化物是一种特性类似金属的宽带隙半导体材料,具有等离子体频率可调,损耗低,非常大的三阶非线性光学响应和非常大的电光效应等特点,是一种优秀的等离激元材料。研究重点集中在重掺杂金属氧化物的表面等离激元调控机理研究,基于重掺杂金属氧化物的等离激元特异材料中表面等离激元的调控机理以及非线性光学效应和电光效应研究。通过上述研究工作,我们拟解决以下关键问题:不同掺杂物、不同掺杂比对重掺杂金属氧化物的介电常数及等离子体频率的调节机理,基于重掺杂金属氧化物的特异材料微结构中表面等离激元特性,以及微结构中非线性光学效应或电光效应的调控。本项目研究将从理论和实验两方面展开,其结果不仅有助于人们更深入的理解等离激元特异材料中表面等离激元调控机理,而且在新型纳米光子器件方面有潜在应用。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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