基于半导体等离激元的航空器光热除冰机理研究

来源：电子测量技术杂志2025年第20期北京时间：

作者：李强，蒋红娜，张吉璇，张杰

单位：中国飞行试验研究院 西安 710089

摘要：针对航空飞行器在复杂气象条件下易发生结冰、威胁飞行安全的技术难题，本文旨在探索具备红外响应能力的光热除冰材料设计方案。采用离子交换法制备了具有局域表面等离激元（LSPR）特性的Cu3BiS3/Bi2S3异质结纳米棒，构建稳定的p-n结界面，并通过多种手段对其结构、光学与光热性能进行系统表征。结果表明，该异质结构在近红外区（980 nm）呈现明显LSPR吸收特征，并在808 nm处保持较高吸收强度。在红外激光照射下，材料表面温度可于10 min内迅速升高至70℃，显著优于对照组Bi2S3。进一步结合瞬态吸收光谱分析发现，LSPR激发产生的热载流子在异质结界面实现高效分离与延长寿命，促进了非辐射能量弛豫并增强了光热转换效率。研究结果为发展高效、低能耗的飞行器红外光热除冰材料提供了新的思路与理论支持。

关键词：Cu3BiS3/Bi2S3异质结;等离激元;光热转化;瞬态吸收光谱;载流子寿命;航空飞行器除冰