Начать работу с наноструктурами
- Гигантское и широкополосное терагерцовое и инфракрасное излучение в гиперболических наноструктурах на основе графена с дрейфовым смещением(arXiv)
Автор:Л. Ван, Н. К. Пол, Дж. Хихат, Дж. С. Гомес-Диас
Аннотация: мы демонстрируем, что излучением Черенкова можно управлять с точки зрения рабочей частоты, полосы пропускания и эффективности, одновременно контролируя свойства дрейфующих электронов и фотонные состояния, поддерживаемые окружающей их средой. Мы аналитически показываем, что скорость излучения сильно зависит от импульса возбужденного фотонного состояния с точки зрения величины, частотной дисперсии и ее изменения в зависимости от свойств дрейфующих носителей. Этот подход применяется для разработки и реализации миниатюрных, широкополосных, настраиваемых и эффективных источников терагерцового и дальнего инфракрасного диапазона путем управления и усиления связи между дрейфующими электронами и сконструированными гиперболическими модами в наноструктурах на основе графена. Широкополосный, дисперсионный и ограниченный характер гиперболических мод устраняет проблемы согласования импульсов, позволяет избежать использования электронных лучей и резко увеличивает скорость излучения, позволяя более 90% дрейфующих электронов излучать фотоны. Наши выводы открывают новую парадигму разработки твердотельных терагерцовых и инфракрасных источников.
2.Выявление динамического фазового катализа в наноструктурах на основе меди при обратной реакции конверсии водяного газа(arXiv)
Автор: Рави Теджа Адданки Тирумала, Сундарам Бхардвадж Рамакришнан, Маримутху Андиаппан
Выдержка:Увеличение антропогенных выбросов углекислого газа (CO2) привело к повышению глобальной температуры и изменению климата. Использование катализаторов на основе оксидов металлов, содержащих большое количество земли, таких как Cu2O, для восстановления CO2 посредством реакции RWGS кажется прибыльным. В этой работе мы использовали наноструктуры Cu2O и определили их активность, стабильность и селективность в отношении восстановления CO2 до монооксида углерода (CO), который может быть дополнительно гидрирован до высших углеводородов с использованием синтеза Фишера-Тропша. Мы наблюдали, что скорость конверсии СО2 увеличивается в 4 раза и значительно падает при 300°С, когда катализатор восстанавливается до металлической меди, и скорость немного увеличивается при дальнейшем повышении температуры. Селективность восстановления CO2 в основном направлена на CO с небольшим количеством метана. Мы можем дополнительно использовать характеристики резонанса Ми нанокатализаторов Cu2O и генерацию водорода на месте для гидрирования CO2 для повышения активности катализаторов. Мы можем дополнительно определить оптимальный размер и форму необходимых нанокатализаторов и использовать гибридные наноструктуры, которые могут способствовать реакции RWGS, тем самым улучшая стабильность этих катализаторов.
3.Наблюдение разнонаправленного переноса энергии в гибридной плазмонно-экситонной наноструктуре(arXiv)
Автор:Томмазо Пинчелли, Томас Василеядис, Шуо Донг, Самюэль Болье, Мацей Дендзик, Даниэла Зан, Санг-Ын Ли, Элен Сейлер , Иньпэн Ци, Р. Патрик Ксиан, Джулиан Маклар, Эмерсон Кой, Никлас С. Мюллер, Ю Окамура, Стефани Райх, Мартин Вольф, Лоуренц Реттиг, Ральф Эрнсторфер
Аннотация: Гибридные плазмонные устройства включают наноструктурированный металл, поддерживающий локализованные поверхностные плазмоны для усиления взаимодействия света и материи, и неплазмонный материал для функционализации возбуждения заряда. Релевантные для применения эпитаксиальные гетероструктуры, однако, приводят к сверхбыстрой баллистической динамике, которая бросает вызов традиционному полуклассическому пониманию однонаправленной передачи энергии от нанометалла к подложке. Мы изучаем эпитаксиальные наноостровки Au на WSe2 с помощью фотоэмиссионной спектроскопии с временным и угловым разрешением и фемтосекундной электронной дифракции: эта комбинация методов разрешает материал, энергию и импульс носителей заряда и фононов, возбужденных в гетероструктуре. Мы наблюдаем сильное нелинейное плазмон-экситонное взаимодействие, которое очень эффективно передает энергию субзонных фотонов полупроводнику, оставляя металл холодным до тех пор, пока безызлучательная рекомбинация экситонов не нагреет наночастицы за сотни фемтосекунд. Наши результаты разрешают разнонаправленный обмен энергией во временном масштабе, более коротком, чем электронная термализация нанометалла. Электрон-фононная связь и диффузионный перенос заряда определяют последующий поток энергии. Эта сложная динамика открывает перспективы для оптоэлектронных и фотокаталитических приложений, а также обеспечивает ограниченный экспериментальный полигон для современного моделирования.
