Komunikazio optikoko banda, erresonatzaile optiko ultra-mehea

Komunikazio optikoko banda, erresonatzaile optiko ultra-mehea
Erresonatzaile optikoek uhin-uhinaren uhin-luzera zehatzak lokalizatu ditzakete espazio mugatuan, eta aplikazio garrantzitsuak izan ditzakete argiaren elkarreraginean,Komunikazio optikoa, sentsazio optikoa eta integrazio optikoa. Erresonatzailearen tamaina batez ere materialen ezaugarrien eta funtzionamendu uhin-luzeraren araberakoa da, adibidez, infragorriko bandaren inguruan funtzionatzen duten silikonontziko erresonatzaileek normalean ehunka nanometro eta gainetik egitura optikoak behar dituzte. Azken urteetan, oihalezko optiko ultra-meheak arreta handia erakarri dute kolore estrukturalaren, irudi holografikoan, arbolaren arloko erregulazio eta gailu optoelektronikoetan. Nola murriztu erresonatzaile planoen lodiera ikertzaileek dituen arazo zailetako bat da.
Material erdieroale tradizionaletatik, 3D isolatzaile topologikoak (esaterako, Bismuth Telluride, Antimony Telluride, Bismuth Selenide eta abar bezalakoak dira) informazio berriak dira metalezko estatu eta isolatzaileen estatu metalikoekin. Gainazaleko egoera denbora alderantzizko simetriaren bidez babestuta dago, eta bere elektroiak ez dira ezpurutasun magnetikoak sakabanatuta, aplikazio garrantzitsuak dituzten potentzia baxuko informatika eta gailu spintronikoetan aplikazio garrantzitsuak ditu. Aldi berean, isolatzaileen material topologikoek ere propietate optiko bikainak erakusten dituzte, hala nola errefrakzio indize altua, ez lineal handiakoptikoLan koefizientea, laneko espektro zabala, sintonitazioa, integrazio erraza eta abar, argi-erregulazioa gauzatzeko plataforma berria eskaintzen duena etaGailu optoelektronikoak.
Txinan egindako ikerketa talde batek reskonatzaile optiko ultra-meheak fabrikatzeko metodoa proposatu du, bismut-a hazten ari den NanoFilms intsulatzaile topologikoa hazten ari den gune handiak erabiliz. Barrunbe optikoak erresonantzia xurgapenaren ezaugarriak erakusten ditu infragorriko bandatik gertu. Bismuth Telluridek 6 baino gehiagoko errefrakzio indize handia du komunikazio optikoan (silizioa eta germanium bezalako errefrakzio altuko material tradizionalen errefrakzio indizea baino handiagoa), barrunbe optikoaren lodiera erresonantzia uhin-luzeraren hogeita hamarreko hamarkadara iritsi ahal izateko. Aldi berean, oihartzun optikoa dimentsiotako kristal fotonikoan metatzen da eta elektromagnetikoki eragindako gardentasun efektu eleberri batek komunikazio optikoan ikusten da, hau da, oihartzunaren akoplamendua Tamm Plasmonarekin eta haren interferentzia suntsitzaileari esker. Eragin horren erantzun espektrala erresonatzaile optikoaren lodieraren araberakoa da eta ingurumen errefrakzio indizea aldatzera bultzatzen da. Lan honek ultratikoen barrunbe optikoa, isolatzaileen materialen espektroen espektroaren erregulazio eta gailu optoelektronikoak gauzatzeko modu berri bat irekitzen du.
Irudian ikusten den bezala. 1a eta 1b, erresonatzaile optikoa batez ere bismuto batez ere isolatzaile topologiko eta zilarrezko nanofilmoak osatzen dute. Magnetron Sputtering-ek prestatutako nanofilmak nanofiliak gune zabalak eta lautada onak dituzte. Bismuth Tellurideren eta Zilarrezko Zinemaren lodiera 42 nm eta 30 nm da, hurrenez hurren, barrunbe optikoak erresonantzia-xurgapen sendoa erakusten du 1100 ~ 1800 nm-ko bandan (1C. irudia). Ikertzaileek barrunbe optiko hau Ta2o5 (182 nm) eta SiO2 (260 nm) geruza txandakatuz osatutako kristal fotoniko baten gainean integratu zutenean, xurgapen haran bereizgarria (1f irudia) jatorrizko xurgapen gailurretik (~ 1550 nm) agertzen zen, sistema atomikoek sortutako gardentasun efektuaren antzekoa.

Bismuth Tellurideko materiala transmisio elektroi mikroskopia eta elipometria izan ziren. Piku. 2A-2C-k transmisio elektroi mikrografiak (bereizmen handiko irudiak) eta hautatutako elektroien difrakzio ereduak nanofilmak erakusten ditu. Prestatutako bismutak kontatzeko nanofilmak material polikristalinoak direla ikus daiteke eta hazkunde orientazio nagusia (015) kristal hegazkina da. 2D-2F irudiak Bismuth Tellurideren errefrakzio indize konplexua erakusten du elipsotermetroak eta estatu egokitutako estatuaren eta Estatuko Errefrakzio Indize konplexuak neurtuta. Emaitzek erakusten dute gainazaleko estatuaren desagertze-koefizientea errefrakzio indizea baino handiagoa dela 230 ~ 1930 nm-ko bitarteko, metalezko antzeko ezaugarriak erakusten dituztela. Gorputzaren errefrakzio indizeak uhin-luzera 1385 nm baino handiagoa denean, silizioaren, germanium eta bestelako errefrakzio handiko bestelako material tradizionalen berri ematen du, erresonatzaile optiko ultra-meheak prestatzeko oinarria jartzen duena. Ikerlariek azpimarratzen dute isolatzaile topologikoaren barrunbe optikoko tontorportearen lehenik eta behin, komunikazio optikoko banda nanometroen lodiera duen hamaika-barrunbe optikoaren lodiera duen. Ondoren, absolzio-espektroaren eta oihalen uhin-uhin-uhin-luzera, barrunbe optiko meheari neurtu zitzaion Bismuth Tellurideren lodierarekin. Azkenik, zilarrezko filmaren lodieraren efektua Sektromagnetikoki eragindako gardentasun espektroak Bismuth Telluride Nanocavity / Fotonic Crystal Egiturak ikertzen dira

Bismuth-en film mehe lauak prestatuz, Bismuth-ek isolatzaile topologikoak prestatuz, eta infragorriko bandaren inguruko telurdiko materialen errefrakzio-indize ultra-altua aprobetxatuz. Barrunbe optiko ultra-meheak argi-xurgapen eraginkorra lor daiteke infragorriko bandaren inguruan, eta aplikazio balio garrantzitsua du gailu optoelektronikoen garapenean komunikazio optikoan. Bismuth Tellurideko barrunbe optikoaren lodiera uhin-luzerarainoko lineala da eta silizio eta alemaniar barrunbe optikoaren antzekoa baino txikiagoa da. Aldi berean, Bismuth Tellurideko barrunbe optikoa kristal fotonikoarekin integratuta dago, sistema atomikoaren gardentasunaren antzeko efektu optiko anomaloa lortzeko. Mikroegitura arautzeko espektroak arautzeko metodo berri bat eskaintzen du. Azterketa honek nolabaiteko eginkizuna du isolatzaileen material topologikoen ikerketa arloko erregulazio eta gailu funtzional optikoetan.