导读:本文包含了叁维微纳结构论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:非线性光学,低维微纳结构,四波混频,超Raman散射
叁维微纳结构论文文献综述
刘少鹏[1]（2018）在《相干诱导低维微纳结构光学非线性增强及其应用》一文中研究指出作为光与物质相互作用的基本范畴,量子相干和干涉效应可以有效地控制和改变相干介质的线性和非线性光学响应,同时产生诸如:电磁诱导透明、相干布居捕获、光群速减慢、光学非线性增强等物理现象。近些年来,以量子相干和干涉效应为基础的诸多非线性光学现象也已经受到了人们的普遍重视和广泛研究,其中包括光学双稳态与多稳态、光学孤子、四波混频及多波混频过程、受激Raman散射、高阶边带以及光学频梳等。对这些光学现象进行深入研究不仅有助于理解非线性光学的本质,而且有利于预言和发现新的潜在应用。一般而言,相干介质中的光学非线性主要表现为:当相干介质在强激光场驱动下,介质中的带电粒子发生光学跃迁或者重新分布,以至于介质中的电偶极矩不仅与光场振幅有关,还会受到光场振幅高阶项的影响。而能否表现出足以观测的光学非线性,很大程度取决于相干介质内部的组成结构。如何寻找和制备出具有理想的光学非线性的新材料,一直都是学术界的研究热点。近期的研究表明,随着相干介质尺寸和维度的减小,其量子效应和非线性光学特性将明显加强。在化学气相沉积(CVD)、分子束外延生长(MBE)、脉冲激光沉积(PLD)等晶体生长技术逐渐成熟的背景下,具有特定光学非线性响应的低维微纳结构也已经被合理地设计和制备。于是,在特定的低维微纳结构中进行特定光学非线性应用的研究已经成为人们追求和探索的新目标。在本论文中,我们依据不同低维微纳结构所对应的特定光学非线性,对其进行了深入的研究工作。具体内容包含:在半导体量子阱异-质结构中实现高效的四波混频、在强磁场驱动下的石墨烯中观测到电磁诱导透明和超Raman散射现象以及它们之间的竞争关系、在腔光力系统中实现高效的高阶边带和边带压缩效应。1)在一个包含连续体的非对称四能级量子阱中,利用一束弱探测场和两束强控制场耦合量子阱带内能级跃迁,从而产生高效的四波混频方案。在稳态的条件下,利用Schrodinger和Maxwell方程组,我们推导出关于探测场、四波混频场、以及与它们相关的相移、线性吸收、群速特性和混频波转换效率的精确表达式。我们的研究结果表明,连续体所诱导的Fano干涉不仅使四波混频场在量子阱介质中保持超低的群速(约10-4c),而且还可以极大地提高四波混频场的效率,其中最大效率可以达到35%。此外,在Fano干涉效应的影响下,产生的混频波能够在介质中维持更远的传播距离(至少50μm)。接着,利用同样的方法,另一个高效的四波混频方案在五能级半导体量子阱系统中被发现。当五能级量子阱系统中的一个基态和两个相邻激发态之间发生交叉耦合时,该系统会同时产生两个四波混频的跃迁路径,以至于产生的四波混频效率也相应地提高两倍,最高可达60%。更重要的是,通过优化选取偶极矩的比率,最大的四波混频效率可以支持至少100μm的长距离传播。2)强磁场驱动下的单层石墨烯拥有奇特的电子和光学性质,具体包括线性的色散关系、无质量的Dirac低能电子、电子态的手征性和特殊的带内跃迁选择定则。基于这些理论背景,我们提出一种有效的太赫兹检测方案。该太赫兹探测技术主要是建立在电磁诱导透明效应的基础上,利用这种量子破坏性干涉带来的不同光学回复,从而达到太赫兹检测的目的。另一方面,由于强磁场驱动下的石墨烯Landau能级具有可调性,我们的研究结果展示出该太赫兹检测技术可覆盖广阔的频率带宽(0.36THz-11.4THz)。该方案的提出不仅可以促进固态光学探测装置的发展,也为相干光学和非线性光学的应用提供基本素材。3)同样是利用强磁场驱动下的单层石墨烯。基于其良好的光电性能,我们观测到关于超Raman散射和电磁诱导透明之间的竞争关系。该课题从理论的角度,运用量子力学的方法求解Schrodinger和Maxwell方程组,最终得到石墨烯系统的线性极化率、非线性极化率以及超Raman场的解析表达式。通过缀饰态理论分析,我们发现该超Raman散射过程和电磁诱导透明效应之间存在明显的竞争关系。利用这种竞争关系,我们可以通过抑制石墨烯中的电磁诱导透明效应,得到高效的超Raman散射过程。4)在一个二次耦合的光力系统中,实现可控的双声子高阶边带放大效应。在超越传统的线性化近似方法下,我们完整地计算了 Heisenberg-Langevin公式中的非线性微扰项,从而得到透射的探测场以及二阶边带振幅的解析表达式。我们的数值模拟结果表明:机械振子的泵浦场和控制场的失谐量不但可以改变探测场的透射光强度,而且能够增强双声子高阶边带的振幅。另外,当控制场较强的情况下,该双声子高阶边带还展现出明显的相敏依赖效应。从应用的角度来看,该双声子高阶边带可以被用做光学频梳和芯片级别的光学通信。5)在一个内置二阶非线性的腔光力机械系统中,利用一束弱探测场和一束强控制场诱导系统产生高阶边带的正交压缩。在光力耦合诱导的非线性过程中,该方案涉及到非线性的压缩过程以及压缩态之间的态转移。研究结果表明:二阶非线性强度和控制场的失谐量不仅可以调制非线性压缩和压缩态转移过程,还可以优化高阶边带谱的振幅和压缩度。此外,当二阶非线性强度接近理论的临界值时,一个优化的高阶边带的压缩效应可以被实现。总之,本论文的研究有利于加深了人们对低维微纳结构中非线性光学特性的认识和理解。这些研究对非线性光谱学,太赫兹科学,精密测量等学科和领域的发展具有一定的参考价值。(本文来源于《东南大学》期刊2018-01-24）
张伟波[2]（2016）在《一维微纳结构锂离子电池钴基电极材料的制备及电化学性能研究》一文中研究指出锂离子电池因为环境污染和能源危机等问题越来越严重而在人们日常生活中扮演着越来越重要的角色。但是以磷酸铁锂等为正极、石墨为负极的传统锂离子电池因为能量密度和功率密度较低等因素逐渐无法满足人们对下一代锂离子电池的需求。因此,发展新型的锂离子电池材料、对材料进行改性及构建新型全电池具有重要研究意义。本文的主要内容包括以下几个方面：1、采用一种简单的分步沉淀法分别制备了一维微纳层状结构富锂Li0.2Ni0.13co0.13Mno.54O2正极材料,高镍LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料和尖晶石型CoMn2O4负极材料。一维Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2微米棒展现了出色的电化学性能。其在0.1 C下首次放电容量达到300 mAhg-1,库伦效率为86%,在2C倍率下循环100次容量保持率为90%,在10C高倍率下放电仍有127.7 mAh.g-1的放电容量。LiNi0.8CO0.15Al0.05O2微米棒也展现了出色的电化学性能。这主要因为-维微纳结构的电极材料能有效缩短离子扩散距离、提供合适的电极和电解液接触面积并能够有效缓解材料在锂离子脱嵌过程中的应力。为了解决富锂材料首次库伦效率低的问题,我们将制备的Li1.2Nio.13Co0.13微米棒在偏钒酸铵的水溶液中浸渍烘干,之后进行煅烧,得到Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2-V2O5复合材料,经过改性,Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2正极材料首次库伦效率从86%提高到111%,放电容量也有了很大程度的提高。富锂材料首次库伦效率低的问题得到了有效解决。这主要因为V205是一种电化学活性物质,能与负极的锂生成LixVO3等具有电化学活性的电极材料。2、将制备的Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2微米棒与生长在铜基底上的Fe3O4/Cu阵列薄膜直接组装构建新型Fe3O4/Cu全电池。通过调节正负极容量比为1.1：1不经过对负极的预活化这样不仅可以利用富锂首次的不可逆容量来弥补负极首次形成SEI膜所需的锂量,也省去了预锂化的繁琐步骤。Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2||Fe3O4/Cu全电池在0.1 C倍率下能量密度为230 Wh kg-1,在0.5 C倍率下循环50次能量密度仍能达到196Wh kg-1。(本文来源于《合肥工业大学》期刊2016-04-01）
赵丁[3]（2012）在《基于一维微纳结构的记忆与光电器件》一文中研究指出各种新颖的纳米结构与材料是未来构建各种小型化,集成化的光子学,电子学器件的有力竞争者。其中,多样化的一维纳米结构引起了相当广泛的关注,它们在力、热、光、电、磁等方面有着独特的物理性能。在本文中,我们尝试用多种方法,合成了几种典型的一维纳米材料,利用扫描电子显微镜(SEM),原子力显微镜(AFM),紫外-可见吸收光谱(UV-Vis),显微光致发光(μ-PL),x射线衍射(XRD)等多样手段对样品的形貌结构与物性做了分析测试。具体来说,我们首先采用有机弱还原剂方法,在以PVP(乙烯基吡咯烷酮)为表面活性剂的液相环境中合成了五重孪晶形貌的单晶银纳米线。通过调整不同原料的配比,反应温度等条件,考察了调控Ag纳米线的形貌的途径。其后,我们采用低压化学气相沉积法(CVD)合成了氧化锌一维纳米结构。在此基础上,考虑自下而上的器件组装模式,运用光刻微加工,薄膜沉积方式构建了一维半导体纳米器件,对其做了电输运性能测试,得到了具有记忆效应的开关器件模型,最后将显微光荧光与电子学测试手段结合,研究了电学方法调制微型光学器件的新途径。(本文来源于《湖南师范大学》期刊2012-05-01）
马哲[4]（2010）在《一维微纳结构的近场光学表征及应用》一文中研究指出一维微纳米材料由于其新颖的物理、化学和生物学特性以及在微纳米器件中的潜在应用,成为当今微纳米技术的研究热点。目前,直径均匀,表面质量高,机械性能好的微纳光纤、半导体纳米线、金属纳米线已经能够通过相对简便的方法制备出来。上述一维微纳材料能够将光约束在亚波长尺度传输,并且在光传输过程中,表面存在较强的倏逝波。这些性质使它们有利于作为亚波长尺度光波导而应用于微纳光子学领域。而在微纳光子学器件中,微纳结构间的光相互作用一般发生在光波长范围内,即光学近场区。因此,近场光学成为微纳结构光学性质研究的一个重要内容。本论文即针对一维微纳结构的近场光学特性进行实验研究。一般情况下,一维微纳材料难以通过直接生长方法制备成器件所需的结构。因此,如何对生长出的微纳光纤/纳米线进行微纳操纵,就成为微纳光子学器件制备过程中的关键技术之一。本文介绍了一种使用叁维微纳调节架控制探针操纵微纳光纤/纳米线的方法。该方法具有装置简单,控制精确,功能性强等特点,是一维微纳材料操纵的一种简便而有效的方法。由于微纳结构表面存在较强的倏逝波,倏逝波的分布与微纳结构的导波特性和光相互作用直接相关,因此,对倏逝波的探测就成为微纳结构光学性质研究的途径之一。然而,普通光学显微镜只能收集到远场光,无法直接探测倏逝波。在这种情况下,近场扫描光学显微镜,通过放置于样品表面的近场探针直接探测倏逝波,成为对微纳结构光学性质研究的一种重要工具。本文第叁章通过使用近场扫描光学显微镜,在实验上研究了放置于氟化镁低折射率衬底上的氧化硅微纳光纤表面的近场光学特性。结果表明,其单模、多模模场输出可由近场扫描光学显微镜直接测出;光纤端面的反射光与光纤入射光干涉引起光纤表面倏逝波呈驻波分布;两根紧贴的微纳光纤通过倏逝波进行光耦合,耦合长度在微米量级。为提高近场信号的信噪比,本文第叁章还介绍了通过腐蚀近场探针的镀铝层,得到未镀铝的近场探针针尖,然后使用腐蚀过的近场探针测量微纳光纤表面的倏逝波分布,并与镀铝的近场探针测得的结果进行了对比。得出,腐蚀过的近场探针在结构表面起伏较大时,虽然有“边缘效应”的存在,然而主要实验数据,如耦合长度等仍然与镀铝探针相等,因此使用未镀铝层的近场探针是提高信噪比的一种有效方法。传统的表面等离子体波导的激发方式,主要采用棱镜耦合或物镜聚焦的方式激发。这些方法都需要棱镜或物镜等宏观光学元件,从而限制了器件的整体尺寸和集成度。针对上述问题,本文第四章提出了一种将银纳米线放置于激光二极管出光面,在激光二极管表面近场区直接对银纳米线进行表面等离子体激发的方法。该方法的主要优势在于,实现了光源(激光二极管)与表面等离子体波导(银纳米线)的直接芯片式集成,从而有望减小器件尺寸、提高整体集成度。同时,还测量了这种激发方式下,银纳米线输出光随偏振态、银线放置角度的变化关系,研究了银纳米线输出的增强方式,中部激发,多根同时激发,其它波长激发等现象,获得了良好的结果。这种芯片式激发方式为表面等离子体波导与光源的高度集成以及光子学器件的微型化提供了新的契机。(本文来源于《浙江大学》期刊2010-01-13）
叁维微纳结构论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
锂离子电池因为环境污染和能源危机等问题越来越严重而在人们日常生活中扮演着越来越重要的角色。但是以磷酸铁锂等为正极、石墨为负极的传统锂离子电池因为能量密度和功率密度较低等因素逐渐无法满足人们对下一代锂离子电池的需求。因此,发展新型的锂离子电池材料、对材料进行改性及构建新型全电池具有重要研究意义。本文的主要内容包括以下几个方面：1、采用一种简单的分步沉淀法分别制备了一维微纳层状结构富锂Li0.2Ni0.13co0.13Mno.54O2正极材料,高镍LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料和尖晶石型CoMn2O4负极材料。一维Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2微米棒展现了出色的电化学性能。其在0.1 C下首次放电容量达到300 mAhg-1,库伦效率为86%,在2C倍率下循环100次容量保持率为90%,在10C高倍率下放电仍有127.7 mAh.g-1的放电容量。LiNi0.8CO0.15Al0.05O2微米棒也展现了出色的电化学性能。这主要因为-维微纳结构的电极材料能有效缩短离子扩散距离、提供合适的电极和电解液接触面积并能够有效缓解材料在锂离子脱嵌过程中的应力。为了解决富锂材料首次库伦效率低的问题,我们将制备的Li1.2Nio.13Co0.13微米棒在偏钒酸铵的水溶液中浸渍烘干,之后进行煅烧,得到Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2-V2O5复合材料,经过改性,Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2正极材料首次库伦效率从86%提高到111%,放电容量也有了很大程度的提高。富锂材料首次库伦效率低的问题得到了有效解决。这主要因为V205是一种电化学活性物质,能与负极的锂生成LixVO3等具有电化学活性的电极材料。2、将制备的Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2微米棒与生长在铜基底上的Fe3O4/Cu阵列薄膜直接组装构建新型Fe3O4/Cu全电池。通过调节正负极容量比为1.1：1不经过对负极的预活化这样不仅可以利用富锂首次的不可逆容量来弥补负极首次形成SEI膜所需的锂量,也省去了预锂化的繁琐步骤。Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2||Fe3O4/Cu全电池在0.1 C倍率下能量密度为230 Wh kg-1,在0.5 C倍率下循环50次能量密度仍能达到196Wh kg-1。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
叁维微纳结构论文参考文献
[1].刘少鹏.相干诱导低维微纳结构光学非线性增强及其应用[D].东南大学.2018
[2].张伟波.一维微纳结构锂离子电池钴基电极材料的制备及电化学性能研究[D].合肥工业大学.2016
[3].赵丁.基于一维微纳结构的记忆与光电器件[D].湖南师范大学.2012
[4].马哲.一维微纳结构的近场光学表征及应用[D].浙江大学.2010