Optinės komunikacijos juosta, ypač plonas optinis rezonatorius
Optiniai rezonatoriai gali lokalizuoti specifinius šviesos bangų bangos ilgį ribotoje erdvėje ir turėti svarbų pritaikymą šviesos sąveikai,Optinis ryšys, optinis jutimas ir optinė integracija. Resonatoriaus dydis daugiausia priklauso nuo medžiagos charakteristikų ir veikimo bangos ilgio, pavyzdžiui, silicio rezonatoriai, veikiantys artimoje infraraudonųjų spindulių juostoje, paprastai reikalauja šimtų nanometrų ir aukštesnių optinių struktūrų. Pastaraisiais metais ypač ploni plokštuminiai optiniai rezonatoriai sulaukė daug dėmesio dėl jų galimo pritaikymo struktūrinės spalvos, holografinio vaizdavimo, šviesos lauko reguliavimo ir optoelektroninių prietaisų. Kaip sumažinti plokštuminių rezonatorių storį yra viena iš sunkių problemų, su kuriomis susiduria tyrėjai.
Skirtingai nuo tradicinių puslaidininkių medžiagų, 3D topologinių izoliatorių (tokių kaip bismuto pasakolis, stibis Telliuridas, bismutas selenidas ir kt.) Yra nauja informacinė medžiaga su topologiškai apsaugotomis metalo paviršiaus būsenomis ir izoliatoriaus būsenomis. Paviršiaus būseną saugo laiko inversijos simetrija, o jo elektronai nėra išsibarstę ne magnetinėmis priemaišomis, o tai turi svarbias taikymo perspektyvas mažos galios kvantiniame skaičiavime ir spintroniniuose prietaisuose. Tuo pačiu metu topologinės izoliatoriaus medžiagos taip pat pasižymi puikiomis optinėmis savybėmis, tokiomis kaip didelis lūžio rodiklis, didelis netiesinisoptiniskoeficientas, plataus darbo spektro diapazonas, derinimas, lengva integracija ir kt., Kuri yra nauja platforma šviesos reguliavimo irOptoelektroniniai įtaisai.
Tyrimų komanda Kinijoje pasiūlė ypač plonų optinių rezonatorių gamybos metodą, naudodama didelį plotą augantį bismuto Tellurido topologinio izoliatoriaus nanofilms. Optinė ertmė rodo akivaizdžias rezonanso absorbcijos charakteristikas beveik infraraudonųjų spindulių juostoje. „Bismut“ Telluride yra labai aukštas refrakcijos indeksas, kurio optinės komunikacijos juostoje yra daugiau nei 6 (didesnis nei tradicinių aukšto lūžio rodiklio medžiagų, tokių kaip silicis ir germanis, lūžio rodiklis), kad optinio ertmės storis galėtų pasiekti vieną dvidešimtą vietą. bangos ilgis. Tuo pačiu metu optinis rezonatorius nusėda ant vieno matmens fotoninio kristalo, o optinės komunikacijos juostoje stebimas naujas elektromagnetiškai sukeltas skaidrumo efektas, atsirandantis dėl rezonatoriaus sujungimo su TAMM plazmonu ir jo griaunamu trukdymu. . Šio efekto spektrinis atsakas priklauso nuo optinio rezonatoriaus storio ir yra tvirtas aplinkos lūžio rodiklio pokyčiams. Šis darbas atveria naują būdą, kaip realizuoti ypač optinę ertmę, topologinės izoliatoriaus medžiagų spektro reguliavimą ir optoelektroninius prietaisus.
Kaip parodyta pav. 1a ir 1b optinį rezonatorių daugiausia sudaro bismutas Telluride topologinis izoliatorius ir sidabro nanofilmai. „Bismuth Telluride“ nanofilms, paruoštos „Magnetron“ dulkinimo, turi didelį plotą ir gerą lygumą. Kai „Bismuth Telluride“ ir sidabro plėvelių storis yra atitinkamai 42 nm ir 30 nm, optinė ertmė pasižymi stipria rezonansos absorbcija 1100 ~ 1800 nm juostoje (1c pav.). Kai tyrėjai šią optinę ertmę integravo į fotoninį kristalą, pagamintą iš kintamų TA2O5 (182 nm) ir SiO2 (260 nm) sluoksnių (1E pav.), Skirtingas absorbcijos slėnis (1F paveikslas) pasirodė šalia pradinės rezonansinės absorbcijos smailės (~ 1550 nm), panašus į elektromagnetiškai sukeltą skaidrumo efektą, kurį sukuria atominės sistemos.
Bismuto pasakos medžiagai buvo būdinga perdavimo elektronų mikroskopija ir elipsometrija. Fig. 2A-2C rodo perdavimo elektronų mikrografus (didelės skiriamosios gebos vaizdus) ir atrinktus „Bismut“ TelliUde nanofilms elektronų difrakcijos modelius. Iš figūros galima pastebėti, kad paruošti bismuto telurido nanofilms yra polikristalinės medžiagos, o pagrindinė augimo orientacija yra (015) kristalų plokštuma. 2D-2F paveiksle parodytas sudėtingas bismuto pasakos lūžio lūžio rodiklis, išmatuotas elipsometru ir pritvirtinta paviršiaus būsenos bei būsenos komplekso lūžio rodikliu. Rezultatai rodo, kad paviršiaus būsenos išnykimo koeficientas yra didesnis nei lūžio rodiklis, esantis 230–1930 nm diapazone, parodantis metalą panašias savybes. Kūno lūžio rodiklis yra didesnis nei 6, kai bangos ilgis yra didesnis nei 1385 nm, tai yra daug didesnis nei silicio, germanio ir kitos tradicinės šios juostos aukšto srauto indekso medžiagos, kuri yra pagrindas ultragarso paruošimo pagrindui ultro paruošimui -To optiniai rezonatoriai. Tyrėjai pabrėžia, kad tai yra pirmasis topologinio izoliatoriaus plokštumos optinės ertmės, kurios storio yra tik dešimtys nanometrų optinės komunikacijos juostoje, realizavimas. Vėliau buvo matuojami ypač plonos optinės ertmės absorbcijos spektras ir rezonanso bangos ilgis, kai bismuto dosmo storio storio. Galiausiai, tiriamas sidabro plėvelės storio poveikis elektromagnetiškai sukeltam skaidrumo spektrui bismuto pasakų nanokavitacijos/fotoninių kristalų struktūrose
Rengiant didelius plotus plokščias plonas bismuto telurido topologinių izoliatorių plėveles ir pasinaudojant ypač aukšto bismuto bismuto pasakos medžiagų refrakcijos indeksu netoli infraraudonųjų spindulių juostos, gaunama plokštuminė optinė ertmė, kurios storio storio yra tik dešimtys nanometrų. Itin plona optinė ertmė gali realizuoti efektyvią rezonansinę šviesos absorbciją artimoje infraraudonųjų spindulių juostoje ir turi svarbią pritaikymo vertę kuriant optoelektroninius prietaisus optinės komunikacijos juostoje. „Bismuth Telluride“ optinės ertmės storis yra linijinis rezonansinio bangos ilgio ir yra mažesnis nei panašios silicio ir germanio optinės ertmės. Tuo pačiu metu bismuto lervos optinė ertmė yra integruota su fotoniniu kristalu, kad būtų pasiektas anomalinis optinis efektas, panašus į elektromagnetiškai sukeltą atominės sistemos skaidrumą, kuris suteikia naują metodą, skirtą spektro mikrostruktūros reguliavimui. Šis tyrimas vaidina tam tikrą vaidmenį skatinant topologinių izoliatorių medžiagų tyrimus šviesos reguliavime ir optiniuose funkciniuose prietaisuose.
Pašto laikas: 2012 m. Rugsėjo 30 d