等离激元增强金属-硅组合微结构近红外吸收

摘要：

亚波长光栅结构的光学表面具有减反特性,这种特性在光电转换效率的应用方面具有重要意义.为了提高硅基光栅结构在近红外波段(0.78～2.50 μm)的吸收率,采用在硅表面光栅空隙处加入金属Ag纳米颗粒和Al2O3介质层的方法,利用FDTD软件仿真研究不同的组合结构及颗粒的直径对光吸收率的影响,分析不同的工作波长下组合结构中特征截面的光强分布.实验结果表明,当光栅线/间比为1∶1、周期为1 μm、周期凹槽内放置两层直径为0.25 μm的金属Ag颗粒、且凹槽内金属颗粒上方填充覆盖Al2O3介质层时,该组合微结构在近红外波段范围内的平均吸收率理论上可达到0.463,实现吸收增强的效果.在光电转换器件的应用方面,金属颗粒-硅光栅-介质层组合微结构可以增强光吸收,进而提高光电转换效率.

关键词：表面光学、光吸收增强、近红外吸收、金属-硅栅-匹配介质层组合结构、表面等离激元

所属期刊栏目：40

分类号：O436(光学)

资助基金：陕西省教育厅重点实验室科研计划项目;陕西省科技厅重点实验室项目;西安工业大学基金;西安工业大学光电学院基金

在线出版日期：2021-03-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：156-162