Forschungsfortschritte zur Verstärkung der Photolumineszenz durch künstliche Mikro- und Nanostrukturen

ZHAO Wenchao ,  

ZHANG Xuan ,  

XU Qianqian ,  

WEN Zhengji ,  

SHAO Yuchuan ,  

DAI Ning ,  

摘要

In den letzten Jahren haben die bahnbrechenden Fortschritte in der Mikro- und Nanobearbeitungstechnologie dazu geführt, dass künstliche Mikro- und Nanostrukturen aufgrund ihrer einzigartigen elektromagnetischen Reaktionseigenschaften und ihrer flexiblen Kontrollmöglichkeiten zu einem Forschungsschwerpunkt im In- und Ausland geworden sind. Diese neuartigen funktionalen Materialien zeigen ein enormes Anwendungspotenzial in den Bereichen Lichtfeldsteuerung, optoelektronische Detektion, Biosensorik und Energieumwandlung. Die dazugehörigen Forschungen haben eine Reihe wichtiger Fortschritte erzielt. Dieser Artikel bietet eine systematische Übersicht über die neuesten Entwicklungen im Bereich der durch künstliche Mikro- und Nanostrukturen verbesserten Photolumineszenz. Zunächst wird die Theorie der Plasmonresonanz und deren Anwendungen kurz vorgestellt, wobei die charakteristischen Parameter und Steuerungsmechanismen der Photolumineszenz hervorgehoben werden; anschließend werden typische Anwendungen beschrieben, die auf der Verstärkung der Photolumineszenz durch künstliche Mikro- und Nanostrukturen und der Verbesserung der Leistung optoelektronischer Geräte basieren, einschließlich metallischer Nanopartikel, plasmonischer Filme, photonischer Kristalle/Resonatoren, mikro- und nanostrukturierter Gitter/Arrays sowie Metaflächen; abschließend werden die aktuellen Herausforderungen künstlicher Mikro- und Nanostrukturen sowie zukünftige Entwicklungsperspektiven zusammengefasst und diskutiert.

关键词

künstliche Mikro- und Nanostrukturen;Verstärkung der Photolumineszenz;Lichtfeldsteuerung;Spontanstrahlungsrate;Fluoreszenzlebensdauer

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