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基于Kretschmann结构的金银合金薄膜的SERS效应 被引量:8
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作者 刘德龙 赵乔 +1 位作者 逯丹凤 祁志美 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2207-2213,共7页
利用Kretschmann棱镜耦合结构和532 nm激光光源,测试了金银合金薄膜的表面增强拉曼散射(SERS)效应,并与纯金薄膜的测试结果进行了比较.结果显示,在激发光为p偏振态且入射角近似等于表面等离子体共振(SPR)角时,附着于金银合金薄膜表面的N... 利用Kretschmann棱镜耦合结构和532 nm激光光源,测试了金银合金薄膜的表面增强拉曼散射(SERS)效应,并与纯金薄膜的测试结果进行了比较.结果显示,在激发光为p偏振态且入射角近似等于表面等离子体共振(SPR)角时,附着于金银合金薄膜表面的Nile Blue分子的SERS信号达到最强,比利用纯金薄膜测得的SERS信号高约2倍.实验结果还表明,在金银合金薄膜表面自组装金纳米粒子后,Nile Blue吸附层的SERS信号比自组装纳米金之前测得的信号增强了至少3倍,比利用纳米金修饰的纯金薄膜测得的信号高出2倍多.在棱镜底面沿薄膜法线收集的SERS信号是完全非偏振光,而从棱镜侧面收集的SERS信号是p偏振光,是拉曼光借助SPR效应产生的定向发射. 展开更多
关键词 金银合金薄膜 表面增强拉曼散射 kretschmann结构 偏振状态
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基于光子晶体的Kretschmann结构中自准直光束的Goos-Hnchen位移研究
2
作者 韩奎 王娟娟 +4 位作者 周菲 沈晓鹏 沈义峰 吴玉喜 唐刚 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期271-277,共7页
利用平面波展开法和时域有限差分法,模拟研究了基于自准直条件下的高斯光束入射光子晶体Kretschmann结构时发生的同时具有正向和负向Goos-Hnchen位移的双束反射现象.研究表明,反射光束中具有一束较小的正向位移,而另一束具有较大的负... 利用平面波展开法和时域有限差分法,模拟研究了基于自准直条件下的高斯光束入射光子晶体Kretschmann结构时发生的同时具有正向和负向Goos-Hnchen位移的双束反射现象.研究表明,反射光束中具有一束较小的正向位移,而另一束具有较大的负向位移,发现当Kretschmann结构支持的泄漏的表面模式被激发时才出现这一特殊现象;表面模式的场分布说明介质波导中存在着强局域稳态场,大的位移来自于表面模式与自准直体模式间的强耦合,同时探讨了表面模式与光子晶体自准直体模式之间发生耦合的条件和影响参数.本文负向位移最大达到23.23a(a为晶格常数),对应入射光波长的4.99倍,是束腰半径的1.1615倍. 展开更多
关键词 光子晶体 自准直 kretschmann结构 GOOS-HANCHEN位移
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表面等离子共振技术及其生物传感研究进展 被引量:15
3
作者 朱君 赵玲玲 +3 位作者 严蕾 牛力勇 孟晓云 李志全 《激光杂志》 北大核心 2015年第4期1-5,共5页
表面等离子共振传感器将生物学识别机制与光电装置相结合,把生物信号转化为光电信号,非常适合于对生物分子相互作用进行动态实时研究。表面等离子共振技术具有检测过程方便快捷,灵敏度高;无需标记样品,大多数情况下,不需要对样品进行处... 表面等离子共振传感器将生物学识别机制与光电装置相结合,把生物信号转化为光电信号,非常适合于对生物分子相互作用进行动态实时研究。表面等离子共振技术具有检测过程方便快捷,灵敏度高;无需标记样品,大多数情况下,不需要对样品进行处理;能在混浊的甚至不透明的样品中进行等特点。本文以表面等离子技术为基础,分析了当前应用广泛的Kretschmann模型特点,回顾和讨论了表面等离子共振传感系统的研究概况,旨在将表面等离子共振技术及相关研究成果展示给读者。 展开更多
关键词 表面等离子体学 表面等离子共振技术 kretschmann模型 生物传感
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一种高精度SPR生物传感器的设计与实现 被引量:7
4
作者 杨军 王敏 +3 位作者 李圆怡 战磊 吴松 胡宁 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2010年第7期96-98,102,共4页
表面等离体共振(SPR)技术被广泛应用于表面检测、生化免疫分析、药物筛选和环境监测等领域。介绍一种自行设计的基于Kretschmann结构的角度检测型SPR生物传感器。该装置采用角度连续扫描的方式,利用2个独立的步进电机分别驱动固定有棱... 表面等离体共振(SPR)技术被广泛应用于表面检测、生化免疫分析、药物筛选和环境监测等领域。介绍一种自行设计的基于Kretschmann结构的角度检测型SPR生物传感器。该装置采用角度连续扫描的方式,利用2个独立的步进电机分别驱动固定有棱镜和光电检测器件的大小转盘,可以进行单一样本的高精度分析。测试结果表明:该传感器具有很高的重复性与稳定性,噪声小、精度高。 展开更多
关键词 表面等离体共振 kretschmann结构 转角式 生物传感器
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角度型SPR系统的设计与应用 被引量:1
5
作者 于艳鑫 陈宇 宋雪 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期737-739,744,共4页
表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)技术被广泛应用于生物化学传感、药物分析和环境监测等领域。文章基于表面等离子体共振原理,采用Kretschmann模型,研制了角度型SPR系统,以PC机为平台基于Labview软件实现SPR系统控制、... 表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)技术被广泛应用于生物化学传感、药物分析和环境监测等领域。文章基于表面等离子体共振原理,采用Kretschmann模型,研制了角度型SPR系统,以PC机为平台基于Labview软件实现SPR系统控制、数据采集、实时显示及存储一体化。通过样品测试结果表明该系统具有较高的精度和稳定度,并成功应用于酒精溶液浓度的检测。 展开更多
关键词 表面等离子体共振 kretschmann 角度型 精度 稳定度
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负Goos-Hnchen位移的理论与实验研究 被引量:2
6
作者 黄志洵 姜荣 《中国传媒大学学报(自然科学版)》 2014年第1期1-15,共15页
1947年Goos和H?nchen发现,当电磁波束在玻璃/空气界面全反射时,在返回玻璃内部时有一项发生在入射面内的纵向位移;我们称之为正位移。实际上,稳态相位法的计算表明,位移可以为正、为零,甚至为负。由于界面上的表面波可以是前向型的和... 1947年Goos和H?nchen发现,当电磁波束在玻璃/空气界面全反射时,在返回玻璃内部时有一项发生在入射面内的纵向位移;我们称之为正位移。实际上,稳态相位法的计算表明,位移可以为正、为零,甚至为负。由于界面上的表面波可以是前向型的和后向型的,携带的功率向着不同方向;故当激发起后向型表面波时就可获得入射波束的负位移。在多层结构中,当入射波束波矢的切向分量与表面波传播常数一致时,会发生类谐振现象并导致位移增大。〈br〉 在一般情况下,当光束入射到金属表面,TM极化时GHS为负,并且绝对值比TE极化时大得多。但我们在微波的实验研究表明,在使用金属时可以在TE极化时发生负位移。实验时在全反射界面处为纳米级金属膜,是厚度30nm和60nm的铝膜,它蒸镀在厚18μm聚乙烯膜上。实验还发现,当改变入射角θ1并使之达到约qθ1c(θ1c为全反射临界角,q&gt;1)出现类谐振现象,GHS的绝对值可达(5~7)cm。目前尚缺少对这些结果的理论解释。 展开更多
关键词 表面波 大GH位移 负GH位移 kretschmann结构 纳米金属薄膜
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TiO_2纳米线阵列干涉传感器 被引量:5
7
作者 杨洋 何皓 +3 位作者 李秋顺 史建国 李明宇 董文飞 《中国光学》 EI CAS 2014年第3期421-427,共7页
开发一种新型TiO2纳米线阵列干涉传感器。首先,通过水热合成法在FTO导电玻璃表面制备了TiO2纳米线阵列薄膜。然后,以此复合结构作为传感芯片,利用Kretschmann棱镜耦合结构,构建了基于Kretschmann结构的波长调制型薄膜干涉传感器。最后,... 开发一种新型TiO2纳米线阵列干涉传感器。首先,通过水热合成法在FTO导电玻璃表面制备了TiO2纳米线阵列薄膜。然后,以此复合结构作为传感芯片,利用Kretschmann棱镜耦合结构,构建了基于Kretschmann结构的波长调制型薄膜干涉传感器。最后,以氯化钠水溶液为待测液体介质研究了该传感器对环境介质折射率的灵敏性能。结果表明:该传感器对1.333 5~1.360 4范围内的折射率有很好的响应。TM模式下,在0~3%与3~15%浓度范围内,氯化钠浓度与该传感器的反射光强度分别呈现了良好的线性关系。TE模式下,在0~3%浓度范围内,氯化钠浓度与吸收强度存在良好的线性关系,而波长基本不变;而在3~15%浓度范围内,随着氯化钠浓度的增加,波长逐渐红移,氯化钠浓度与波长也具有良好的线性关系。 展开更多
关键词 薄膜干涉传感器 TiO2纳米线 kretschmann结构 折射率
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小型SPR生物传感器的研制 被引量:3
8
作者 陈悦 崔大付 +2 位作者 蔡浩原 王军波 王于杰 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2006年第12期79-81,88,共4页
表面等离子体谐振(SPR)生化传感器相比传统的生化分析方法具有诸多优点,而小型化则是其发展趋势之一。研制了一款小型便携式M in iSPR-2005型SPR生物传感器,实验结果表明:仪器具有较好的性能,其检测灵敏度达5.4×10-5R IU(折射率单... 表面等离子体谐振(SPR)生化传感器相比传统的生化分析方法具有诸多优点,而小型化则是其发展趋势之一。研制了一款小型便携式M in iSPR-2005型SPR生物传感器,实验结果表明:仪器具有较好的性能,其检测灵敏度达5.4×10-5R IU(折射率单位)。最后,讨论了仪器存在的主要问题。 展开更多
关键词 表面等离子体谐振 kretschmann结构 生物传感器
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表面等离子共振双光束差分研究和数值模拟 被引量:4
9
作者 张雪姣 王晓萍 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期63-67,共5页
为提高光强调制型表面等离子共振传感器的灵敏度和抗干扰能力,本文提出了一种采用双光束差分光强的SPR检测新方法。通过对该方法的理论计算和数值模拟分析,得到了不同入射角和不同金膜厚度时,反射光强差与样品折射率之间的关系曲线。研... 为提高光强调制型表面等离子共振传感器的灵敏度和抗干扰能力,本文提出了一种采用双光束差分光强的SPR检测新方法。通过对该方法的理论计算和数值模拟分析,得到了不同入射角和不同金膜厚度时,反射光强差与样品折射率之间的关系曲线。研究表明,与传统的光强调制方法相比,当两束光入射角相差5°,金膜厚度在40~50nm时,该方法是有更高的灵敏度和更宽的测量范围,并且由于采用了光强差分技术,大大提高了传感器的抗干扰性和稳定性。 展开更多
关键词 kretschmann棱镜结构 光强 双光束检测 光强差分
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纯金膜表面等离子增强的旋光效应 被引量:4
10
作者 熊尚 罗雪丰 韩立 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1525-1531,共7页
为了研究棱镜的磁光特性对系统光学响应的影响,测试了单个BK7棱镜在全内反射条件下的旋光角度谱以及BK7棱镜与金膜组合构成Kretschmann结构的旋光角度谱,并根据传统光学理论分析了光谱的成因。理论分析结果表明:在单个BK7棱镜构成的全... 为了研究棱镜的磁光特性对系统光学响应的影响,测试了单个BK7棱镜在全内反射条件下的旋光角度谱以及BK7棱镜与金膜组合构成Kretschmann结构的旋光角度谱,并根据传统光学理论分析了光谱的成因。理论分析结果表明:在单个BK7棱镜构成的全内反射结构中,棱镜底部对p波和s波产生的反射系数差异是导致系统进入全内反射临界角之前产生较强旋光效应的主要原因;在BK7棱镜与金膜组合构成的Kretschmann结构中,棱镜的磁光特性使得光波到达金膜表面之前产生了较小的s光分量,金膜表面等离子共振激发削弱了p光振幅,两种因素结合产生了一种新的表面等离子共振增强磁光效应的物理机制。实验结果表明:Kretschmann模式下,26nm厚金膜的表面旋光角最大为1.7°,克服了传统磁光克尔效应响应较弱的缺点。 展开更多
关键词 表面等离子增强 表面等离子共振 磁光效应 磁光棱镜 kretschmann结构
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如何用光波激发金属表面等离体子振荡 被引量:1
11
作者 赵延瑞 王永昌 +1 位作者 赵军武 黄丽清 《大学物理》 北大核心 2005年第12期21-24,共4页
通过求解金属表面的麦克斯韦方程,证明了光波不能直接激发表面等离体子波.介绍了Otto装置和Kretschmann装置,这两种装置可利用光波全反射时产生的倏逝波激发表面等离体子波,给出了这两种装置中棱镜和介质的相对电容率关系以及对中间层... 通过求解金属表面的麦克斯韦方程,证明了光波不能直接激发表面等离体子波.介绍了Otto装置和Kretschmann装置,这两种装置可利用光波全反射时产生的倏逝波激发表面等离体子波,给出了这两种装置中棱镜和介质的相对电容率关系以及对中间层厚度的要求. 展开更多
关键词 金属表面等离体子 衰减全反射 Otto装置 Kretschamann装置
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Studies of surface plasmon resonance sensor using bi-beam differential measurement approach 被引量:1
12
作者 ZENG Han-rong WANG Xiao-ping ZHANG Xue-jiao 《Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering)》 SCIE EI CAS CSCD 2007年第12期2027-2031,共5页
In this paper, a low-cost measurement approach with bi-beam was presented, which can be used for real-time detection and online analysis of solution refractive index, based on systematical analysis and experiments of ... In this paper, a low-cost measurement approach with bi-beam was presented, which can be used for real-time detection and online analysis of solution refractive index, based on systematical analysis and experiments of conventional detection methods on surface plasmon resonance sensor. This novel method was analyzed theoretically and based on it a sensor system set was established. The factors that affect the sensor's sensitivity and working range were discussed. The angular adjustment setup was simplified, errors produced by movable components were avoided and the maneuverability was enhanced with this new method. The noiseproof feature and stability of the sensor system were greatly improved as well. 展开更多
关键词 kretschmann prism structure Light intensity Bi-beam measurement Light differential Surface plasmon resonance
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新型SPP波导的设计与计算机分析
13
作者 李燕 陈建军 《光通信研究》 北大核心 2016年第3期56-57,68,共3页
目前SPP(表面等离子激元)技术应用面临的主要困难依然是SPP传播中的高损耗问题,SPP波导亚波长约束与传播距离的矛盾和SPP传播中的强烈衰减是当前表面等离子研究的关键问题。文章采用非对称介质波导结构设计了一种加载玻璃的SPP传播优化... 目前SPP(表面等离子激元)技术应用面临的主要困难依然是SPP传播中的高损耗问题,SPP波导亚波长约束与传播距离的矛盾和SPP传播中的强烈衰减是当前表面等离子研究的关键问题。文章采用非对称介质波导结构设计了一种加载玻璃的SPP传播优化器件,应用的SPP激发模型与Kretschmann结构类似,实现了无需牺牲波导亚波长尺寸来提高SPP传播距离。FDTD(有限差分时域)方法分析结果表明:改进的波导结构能够显著增加SPP传播距离,提高电场强度,SPP传播距离提高了近20倍。对比不同厚度的薄膜层可以看出,薄膜最薄时,局域化效果最好;改进的结构显著增加了SPP耦合效果。这种加载玻璃的SPP传播优化器件为SPP在新型光子器件、宽带通信系统、微小光子回路和光电子集成等方面的应用提供了关键器件。 展开更多
关键词 亚波长光学 介质-金属-介质波导 加载玻璃 kretschmann结构
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表面等离子波仿真研究
14
作者 李明德 逯贵祯 蓝炳麟 《中国传媒大学学报(自然科学版)》 2017年第5期33-36,6,共5页
先介绍表面等离子波的基本概念、理论发展和模型构建,然后在Kretschmann模型配置下,即介质—金属—介质情况,激励表面等离子波。利用解析方法和数值仿真得到表面等离子波谐振情况,并对金属厚度、介电常数、入射介质、分析物等参数进行... 先介绍表面等离子波的基本概念、理论发展和模型构建,然后在Kretschmann模型配置下,即介质—金属—介质情况,激励表面等离子波。利用解析方法和数值仿真得到表面等离子波谐振情况,并对金属厚度、介电常数、入射介质、分析物等参数进行灵敏度分析,得到一些基本规律。 展开更多
关键词 表面等离子波 kretschmann 灵敏度
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表面等离子体无掩膜干涉光刻系统的数值分析(英文) 被引量:5
15
作者 董启明 郭小伟 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期558-564,共7页
表面等离子体激元具有近场增强效应,可以代替光子作为曝光源形成纳米级特征尺寸的图像.本文数值分析了棱镜辅助表面等离子体干涉系统的参量空间,并给出了计算原理和方法.结果表明,适当地选择高折射率棱镜、低银层厚度、入射波长和光刻... 表面等离子体激元具有近场增强效应,可以代替光子作为曝光源形成纳米级特征尺寸的图像.本文数值分析了棱镜辅助表面等离子体干涉系统的参量空间,并给出了计算原理和方法.结果表明,适当地选择高折射率棱镜、低银层厚度、入射波长和光刻胶折射率,可以获得高曝光度、高对比度的干涉图像.入射波长为431nm时,选择40nm厚的银层,曝光深度可达200nm,条纹周期为110nm.数值分析结果为实验的安排提供了理论支持. 展开更多
关键词 干涉光刻 表面等离子体激元 克莱舒曼结构
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高斯光束在双曲材料表面反射的Imbert-Fedorov位移研究 被引量:1
16
作者 方宇豪 许静平 +1 位作者 谢双媛 羊亚平 《量子光学学报》 北大核心 2018年第3期333-342,共10页
文章以由Ag/TiO2构成的多层双曲材料的电磁特性为基础,分析了一束圆偏振高斯光束被其在Kretschmann结构中反射后光束的Imbert-Fedorov位移(IF位移)。双曲材料的特性在于其等频线为双曲线,且在不同波段下具有两种不同类型的双曲色散响... 文章以由Ag/TiO2构成的多层双曲材料的电磁特性为基础,分析了一束圆偏振高斯光束被其在Kretschmann结构中反射后光束的Imbert-Fedorov位移(IF位移)。双曲材料的特性在于其等频线为双曲线,且在不同波段下具有两种不同类型的双曲色散响应。结果表明,在双曲材料板为Ⅰ型波段时,通过棱镜入射,IF位移放大到真空入射时的4倍;而在Ⅱ型双曲波段,通过棱镜入射,IF位移受到了明显的抑制,是真空入射时的十分之一。随后,用角谱法进行了光束模拟,验证了解析计算的结果。最后,通过调节双曲材料板的厚度和金属成分的填充率实现了对一定波长下IF位移大小的调控。 展开更多
关键词 Imbert-Fedorov位移 双曲材料 kretschmann结构
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用扫描近场光学显微镜技术研究金膜表面等离体子共振 被引量:7
17
作者 郑建亚 于晓明 +9 位作者 张天浩 方哲宇 杨海东 尹美荣 贾峰 康慧珍 路彦珍 杨大鹏 杨嘉 满江伟 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1236-1239,共4页
表面等离体子波(SPW)可与入射光横磁波极化能量耦合并被共振激发,这种现象被称为表面等离体子共振现象(SPR)。主要利用扫描近场光学显微镜(SNOM)技术和表面等离体子共振现象技术相结合,来研究金膜表面等离体子共振。设计并建立了结构独... 表面等离体子波(SPW)可与入射光横磁波极化能量耦合并被共振激发,这种现象被称为表面等离体子共振现象(SPR)。主要利用扫描近场光学显微镜(SNOM)技术和表面等离体子共振现象技术相结合,来研究金膜表面等离体子共振。设计并建立了结构独特的新型Kretschmann型表面等离体子共振现象耦合装置,同时又设计了具有厚度梯度的表面等离体子的制备方法。在此基础上,测量了改变入射角条件下的表面等离体子共振曲线,测得该装置的等离体子共振角灵敏度为1°。并且对金膜表面进行表面等离体子共振条件下的扫描近场光学显微成像。实验结果表明,在共振时金膜表面的扫描成像比不共振时清晰,而且增加了很多细节。应用表面等离体子共振现象技术将可以明显提高扫描近场光学显微镜的信噪比、分辨力等性能。 展开更多
关键词 近场光学 表面等离体子波 表面等离体子共振 扫描近场光学显微镜 克里施曼配置
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基于SPPs的滤波器的设计 被引量:1
18
作者 渠海荣 《自动化与仪器仪表》 2015年第12期192-193,196,共3页
随着纳米技术的发展,表面等离子激元被广泛研究应用于光通信息等各领域。本文就是通过在金属薄膜设置周期性小孔阵列,然后用不同的激发方式进行激发表面等离子体SPPs,并通过采用时域有限差分(FDTD)法进行模拟仿真,发现利用Kretschmann... 随着纳米技术的发展,表面等离子激元被广泛研究应用于光通信息等各领域。本文就是通过在金属薄膜设置周期性小孔阵列,然后用不同的激发方式进行激发表面等离子体SPPs,并通过采用时域有限差分(FDTD)法进行模拟仿真,发现利用Kretschmann激发出的SPPs可以有选择性的通过。目前利用SPPs设计的新型滤波器滤波效果很受青睐。 展开更多
关键词 SPPS 三角形金属薄膜 数学模型 kretschmann激发 FDTD 滤波器
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Modified regular black holes with time delay and 1-loop quantum correction
19
作者 Yi Ling Meng-He Wu 《Chinese Physics C》 SCIE CAS CSCD 2022年第2期185-194,共10页
We develop the regular black hole solutions by incorporating the 1-loop quantum correction to the Newton potential and a time delay between an observer at the regular center and one at infinity. We define the maximal ... We develop the regular black hole solutions by incorporating the 1-loop quantum correction to the Newton potential and a time delay between an observer at the regular center and one at infinity. We define the maximal time delay between the center and the infinity by scanning the mass of black holes such that the sub-Planckian feature of the Kretschmann scalar curvature is preserved during the process of evaporation. We also compare the distinct behavior of the Kretschmann curvature for black holes with asymptotically Minkowski cores and those with asymptotically de-Sitter cores, including Bardeen and Hayward black holes. We expect that such regular black holes may provide more information about the construction of effective metrics for Planck stars. 展开更多
关键词 modified regular black holes kretschmann scalar curvature asymptotically Minkowski core
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