中科院微电子所在纳米森林等离激元效应的微器件应用研究方面取得进展

更新日期:2022年08月24日

       近期, 微电子所在纳米森林等离子体光吸收效应及其在微器件中的应用研究取得重要进展。光的吸收和利用在能源和成像领域具有重要意义。随着吸光材料和技术的发展, 基于等离子体效应的吸光材料和结构因其在特定波长范围内的超高吸收率和光电、光热转换能力而受到广泛关注。能够激发等离子效应的传统结构一般都在高吸收带的带宽较窄,

大大降低了光的利用效率, 限制了该结构的应用。
       此外, 制备等离子体结构的传统工艺通常很复杂, 并且往往依赖于尖端设备, 进一步限制了它们与微型器件的大规模集成应用。针对以上问题, 微电子所陈大鹏研究员课题组、长春光机所李少娟研究员课题组、中北大学熊继军教授课题组研制通过等离子体轰击用硅烷偶联剂轰击聚酰亚胺纳米级聚酰亚胺。森林结构的简单制造工艺, 与传统半导体工艺完全兼容。
       在此基础上, 该团队提出了一种银纳米颗粒覆盖的复合纳米森林结构, 利用银纳米颗粒之间的局域表面等离子体共振、纳米纤维之间的空腔共振和纳米纤维内部的波导模式共振, 实现了多重混合等离子体效应, 平均吸收率90%以上已成功获得3002500宽带。团队利用等离激元的光热转换效应, 在热环境中实现复合纳米森林结构堆栈传感器上的原位集成成功地实现了设备输出性能最高 433% 的提升。基于该研究的论文近日发表在《Advanced Functional Materials》杂志上,

101002202102840。微电子所中试中心研究生李茂为该文章的第一作者, 研究院毛海洋研究员微电子、长春光机所李少娟研究员、中北大学熊继军教授为该文的共同通讯作者。
       图1 基于复合纳米森林的吸光结构的制备过程和图2 集成纳米森林的热电堆传感器结构及测试结果

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