據《自然·納米技術(shu)》報(bao)道,美國科學(xue)家研制出世界上最薄的(de)光(guang)(guang)(guang)學(xue)裝置——一種只有3個原子(zi)(zi)厚的(de)波導。此項(xiang)研究成果可將現有光(guang)(guang)(guang)學(xue)器件的(de)尺寸(cun)縮小幾(ji)個數量級,或帶來更高密度、更高容量的(de)光(guang)(guang)(guang)子(zi)(zi)芯片。
加州大學圣地亞哥分校研制的這款新型波(bo)(bo)導(dao),厚(hou)度(du)約(yue)(yue)為(wei)6埃米(mi)(1埃米(mi)=10-10米(mi)),比典型光纖薄(bo)1萬倍(bei),比集(ji)成(cheng)光子電路(lu)中的片上(shang)光波(bo)(bo)導(dao)薄(bo)約(yue)(yue)500倍(bei)。波(bo)(bo)導(dao)由(you)懸浮在硅框架上(shang)的二硫化(hua)鎢單層(兩層硫原子中間(jian)夾(jia)一層鎢原子)組成(cheng),單層由(you)一系列納米(mi)孔圖案形成(cheng)光子晶體。
這(zhe)種單層晶(jing)體的(de)(de)特殊(shu)之處在于,其(qi)在室溫下可(ke)(ke)支持被(bei)稱為激子的(de)(de)電子—空穴對。這(zhe)些(xie)激子產生強烈的(de)(de)光(guang)(guang)學響應(ying),使(shi)晶(jing)體的(de)(de)折射率(lv)大約是圍(wei)繞其(qi)表面的(de)(de)空氣(qi)折射率(lv)的(de)(de)4倍(bei)。相比之下,具有相同厚度的(de)(de)另一種材料不(bu)具備(bei)如(ru)此高的(de)(de)折射率(lv)。當光(guang)(guang)線通過晶(jing)體傳播時,它會被(bei)內(nei)部捕獲并通過全內(nei)反射沿(yan)著平面傳導。該波導的(de)(de)另一個特征是,可(ke)(ke)在可(ke)(ke)見光(guang)(guang)譜中傳導光(guang)(guang)。
蝕(shi)刻到(dao)晶(jing)體中的納米孔允許一些光垂直于平面(mian)散射,從而(er)得以觀察和探測(ce)。這(zhe)個孔陣列產生的周(zhou)期性結(jie)構,使晶(jing)體還(huan)能作為諧振(zhen)器(qi)。該(gai)系統(tong)不僅可以共振(zhen)地增(zeng)強光物質相互作用,還(huan)可作為二階光柵耦合(he)器(qi)將光耦合(he)到(dao)光波導中。
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