本文档属于类型a，即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告：

该研究由Liu Yuan-xun、Feng Xu-liang、Huang Zhi-hao、Gu Shui-cong、Zhou Ze-lin、Zhang Xuan-yu、Fan Xiang-suo、Zheng Hong-xia、Chen Hua-jin、Li Ya-hong和Li Ru-xue等作者共同完成，研究机构包括广西科技大学自动化学院、电子工程学院，大连工业大学光子学研究所，以及南方科技大学电子与电气工程系。该研究于2023年发表在《Proceedings of SPIE》期刊上，会议名称为“Conference on Infrared, Millimeter, Terahertz Waves and Applications (IMT2022)”，论文编号为125653R。

该研究的学术背景主要围绕卤化物钙钛矿材料（Halide Perovskites）在光电领域的应用展开。卤化物钙钛矿材料具有高光致发光量子产率（PLQY）、高增益系数、高载流子迁移率和可调带隙等优势，在可调谐光电器件中具有巨大的发展潜力和应用前景。然而，蓝光发射钙钛矿LED的效率远低于红光和绿光LED，主要原因是其高缺陷密度和难以维持的量子效率，这极大地限制了白光LED和显示器件的发展。局部表面等离子体共振（Localized Surface Plasmon Resonance, LSPR）是一种电磁波与固态材料中自由电子发生共振相互作用的现象，在拉曼成像、光电探测器和激光器等领域已展现出显著优势。此外，LSPR还可以调控材料的光电特性，为可调谐光电器件提供了新的可能性。该研究旨在通过LSPR技术提高蓝光发射钙钛矿的光学性能，并探索最优的光学增强结构。

研究的工作流程主要包括以下几个步骤：首先，使用有限时域差分法（Finite Difference Time Domain, FDTD）模拟了金（Au）和银（Ag）纳米颗粒在二氧化硅（SiO2）基底上的消光光谱，并研究了纳米颗粒形状对消光光谱峰值位置的影响。其次，通过该模型分析了蓝光发射钙钛矿的发光效率。最后，基于模拟结果，确定了蓝光发射钙钛矿的最优光学增强结构。研究对象包括Au和Ag的实心球和空心球纳米颗粒，研究通过FDTD软件进行三维有限差分模拟，模拟了金属颗粒和CsPbBr3钙钛矿薄膜周围的电场分布。实验中使用平面波作为入射波，边界条件为完美匹配层（PML）和周期性匹配层。研究还通过光谱椭偏仪获取了CsPbBr3薄膜材料的光学常数。

研究的主要结果包括：首先，通过FDTD模拟，发现Ag空心球在蓝光发射钙钛矿的光学增强效果最佳，且其可调范围广泛，能够覆盖整个光学波段。其次，通过调整Ag空心球的外径和内径比例，可以实现对吸收峰波长的自由调节，特别是在可见光范围内，Ag空心球的吸收峰波长可显著红移。此外，研究还发现，当Ag空心球的外径和内径分别为30 nm和20 nm时，其局部电场增强效果最佳。最后，通过调整SiO2介电薄膜的厚度，发现当介电薄膜厚度为5 nm时，局部电场增强效果最佳，且随着介电薄膜厚度的增加，电场增强因子呈单调下降趋势。

研究的结论表明，基于金属纳米颗粒在结构和尺寸上的光学特性差异，Ag空心球在光学波段内的吸收波长可自由调节，且通过设计Si基底/CsPbBr3纳米薄膜/SiO2介电薄膜/Ag空心球结构，能够显著提高蓝光钙钛矿的光致发光量子产率。研究还确定了Ag空心球的最佳尺寸和介电薄膜厚度，为基于钙钛矿的可调谐光电器件的性能优化提供了有效的解决方案和模拟结果。

该研究的亮点在于：首先，首次通过FDTD模拟确定了Ag空心球在蓝光发射钙钛矿中的最佳光学增强效果；其次，研究提出了基于Ag空心球的局部表面等离子体共振增强蓝光钙钛矿光致发光的新方法；最后，研究通过优化Ag空心球的尺寸和介电薄膜厚度，实现了对蓝光钙钛矿光学性能的显著提升。

此外，该研究还得到了中国国家自然科学基金（62104052）、广西自然科学基金（2021JJB170012）、广西教育厅科研基金（2021KY0345）和广西科技大学科研启动基金（21Z03）的支持。这些资助为研究的顺利进行提供了重要保障。