球形硅基光学微腔中光电转换效应的研究

项目名称： 球形硅基光学微腔中光电转换效应的研究

项目编号： No.11404064

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 石磊

作者单位： 复旦大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 球形硅基光学微腔是一种新型的硅基微纳光子学材料。由于硅的高折射率性质，球形硅基光学微腔可以在三维强局域光场，具有优异的光学共振腔等光物理特性。结合材料本征的半导体性质以及表面异质结构设计，本项目拟同时在实验和理论上研究球形硅基光学微腔中的光电转换效应，揭示具有三维光学共振特性的硅基光子材料对硅光电转换效应的关键影响因素和增强机理，并分析其在新型微纳光电功能材料和器件等方面的应用前景。具体来说，在前期工作的基础上，我们将优化材料的制备工艺，结合实际的硅材料光学参数设计对可见和近红外光具有强吸收能力的基于球形硅基光学微腔的复杂二维和三维光学结构。同时，我们将利用热力学精细平衡理论，分析所设计的复杂光学结构对太阳能吸收和光电转换效率的影响。最后，我们将引入表面异质结构，测试所制备材料的光电转换性能。本项目所研究的新型光学硅基材料中的光电转换效应将为相关方向的发展提供一定的理论和实验依据。

中文关键词： 光学微腔；亚波长；吸收截面；硅材料；生物探针

英文摘要： Spherical silicon micro- and nano optical cavity is a new kind of silicon based photonic material. Due to the high refractive index of silicon, it is able to strongly trap light in 3D, and thus is expected to be an optical resonance cavity with high perfo

英文关键词： optical microcavity；sub-wavlength；absorption cross section；silicon based；biosensor probe