Komunikazio optikoko banda, erresonatzaile optiko ultramehea
Erresonatzaile optikoek argi-uhinen uhin-luzera espezifikoak lokalizatu ditzakete espazio mugatu batean, eta aplikazio garrantzitsuak dituzte argi-materia elkarrekintzan.komunikazio optikoa, sentsazio optikoa eta integrazio optikoa. Erresonagailuaren tamaina, batez ere, materialaren ezaugarrien eta uhin-luzeraren funtzionamenduaren araberakoa da, adibidez, gertuko infragorrien bandan funtzionatzen duten siliziozko erresonatzaileek ehunka nanometroko eta hortik gorako egitura optikoak behar dituzte normalean. Azken urteotan, erresonatzaile optiko planar ultrameheek arreta handia erakarri dute kolore estrukturalean, irudi holografikoan, eremu argien erregulazioan eta gailu optoelektronikoetan izan ditzaketen aplikazioengatik. Erresonatzaile planarren lodiera nola murriztu da ikertzaileek jasaten duten arazo zailetako bat.
Material erdieroale tradizionalen aldean, 3D isolatzaile topologikoak (adibidez, bismuto-telururoa, antimonio-telururoa, bismuto-seleniuroa, etab.) topologikoki babestutako metal-azaleko egoerak eta isolatzaile-egoerak dituzten informazio-material berriak dira. Gainazaleko egoera denbora-inbertsioaren simetriak babesten du, eta bere elektroiak ez dira ezpurutasun magnetikoek sakabanatzen, eta horrek aplikazio-aukera garrantzitsuak ditu potentzia baxuko konputazio kuantikoetan eta gailu espintronikoetan. Aldi berean, material isolatzaile topologikoek propietate optiko bikainak erakusten dituzte, hala nola, errefrakzio-indize altua, lineal ez handia.optikoakoefizientea, lan-espektro zabala, doikuntza, integrazio erraza, etab., argiaren erregulazio eta erregulaziorako plataforma berri bat eskaintzen duena.gailu optoelektronikoak.
Txinako ikerketa-talde batek erresonatzaile optiko ultrameheak fabrikatzeko metodo bat proposatu du bismuto telururoa hazten den eremu zabaleko nanofilm isolatzaile topologikoak erabiliz. Barrunbe optikoak erresonantzia xurgapenaren ezaugarri nabariak erakusten ditu infragorri hurbileko bandan. Bismuto telururoak 6 baino gehiagoko errefrakzio-indize oso altua du komunikazio optikoko bandan (errefrakzio-indize handiko material tradizionalen errefrakzio-indizea baino altuagoa, hala nola, silizioa eta germanioa), barrunbe optikoaren lodiera erresonantziaren hogeiren bat irits dadin. uhin-luzera. Aldi berean, erresonatzaile optikoa dimentsio bakarreko kristal fotoniko batean metatzen da, eta elektromagnetikoki induzitutako gardentasun efektu berri bat ikusten da komunikazio optikoko bandan, hau da, erresonadorea Tamm plasmoiarekin akoplatzearen eta haren interferentzia suntsitzaileen ondorioz. . Efektu honen erantzun espektrala erresonatzaile optikoaren lodieraren araberakoa da eta sendoa da inguruneko errefrakzio-indizearen aldaketarako. Lan honek barrunbe optikoa ultramehea, material isolatzaile topologikoaren espektroaren erregulazioa eta gailu optoelektronikoak gauzatzeko bide berri bat irekitzen du.
FIG.ean ikusten den bezala. 1a eta 1b, erresonatzaile optikoa batez ere bismuto telururo isolatzaile topologikoz eta zilarrezko nanofilmez osatuta dago. Magnetron sputtering bidez prestatutako bismuto telururoko nanofilmek azalera handia eta lautasun ona dute. Bismuto telururoaren eta zilarrezko filmen lodiera 42 nm eta 30 nm-koa denean, hurrenez hurren, barrunbe optikoak erresonantzia xurgapen handia erakusten du 1100 ~ 1800 nm-ko bandan (1c irudia). Ikertzaileek barrunbe optiko hau Ta2O5 (182 nm) eta SiO2 (260 nm) geruzen txandakatuz osatutako kristal fotoniko batean integratu zutenean (1e irudia), xurgapen-haran bereizi bat (1f irudia) jatorrizko xurgapen erresonantearen gailurtik gertu agertu zen (~). 1550 nm), sistema atomikoek sortutako gardentasun efektu elektromagnetikoen antzekoa dena.
Bismuto-telururoaren materiala transmisio-mikroskopia elektronikoa eta elipsometria izan zen. IRUDIA. 2a-2c transmisio-mikrografia elektronikoak (bereizmen handiko irudiak) eta bismuto-telururo nanofilmen elektroi-difrakzio-eredu hautatuak erakusten ditu. Irudian ikus daiteke prestatutako bismuto telururo nanofilmak material polikristalinoak direla, eta hazkuntza-orientazio nagusia (015) kristal-planoa dela. 2d-2f irudiak bismuto telururoaren errefrakzio-indize konplexua erakusten du elipsometroarekin neurtuta eta egokitutako gainazaleko egoera eta egoera konplexuko errefrakzio-indizea. Emaitzek erakusten dute gainazaleko egoeraren itzaltze-koefizientea errefrakzio-indizea baino handiagoa dela 230 ~ 1930 nm-ko tartean, metalaren antzeko ezaugarriak erakutsiz. Gorputzaren errefrakzio-indizea 6 baino gehiago da uhin-luzera 1385 nm baino handiagoa denean, hau da, silizio, germanio eta banda honetako errefrakzio-indize handiko beste material tradizional batzuena baino askoz ere handiagoa da, ultra errefrakzioa prestatzeko oinarria ezartzen duena. -erresonatzaile optiko meheak. Ikertzaileek adierazi dutenez, komunikazio optikoko bandan hamarna nanometroko lodiera duen barrunbe optiko planar isolatzaile topologiko baten lehen gauzatzea da. Ondoren, barrunbe optiko ultramehearen xurgapen-espektroa eta erresonantzia-uhin-luzera bismuto telururoaren lodierarekin neurtu ziren. Azkenik, zilarrezko filmaren lodierak elektromagnetikoki induzitutako gardentasun espektroetan bismuto telururoaren nanobarrunbe/kristal fotoniko egituretan duen eragina ikertzen da.
Bismuto telururoaren isolatzaile topologikoen azalera handiko film mehe lauak prestatuz eta infragorri hurbileko bandan Bismuto telururoaren materialen errefrakzio-indize ultra-altua aprobetxatuz, hamarna nanometroko lodiera besterik ez duen barrunbe optiko planar bat lortzen da. Barrunbe optiko ultrameheak argiaren erresonantzia-xurgapen eraginkorra lor dezake infragorri hurbileko bandan, eta aplikazio-balio garrantzitsua du komunikazio optikoko bandako gailu optoelektronikoen garapenean. Bismuto telururoaren barrunbe optikoaren lodiera uhin-luzera erresonantearekiko lineala da, eta antzeko silizioaren eta germanioaren barrunbe optikoarena baino txikiagoa da. Aldi berean, bismuto telururoaren barrunbe optikoa kristal fotonikoarekin integratuta dago sistema atomikoaren elektromagnetikoki eragindako gardentasunaren antzeko efektu optiko anomaloa lortzeko, mikroegituraren espektroa erregulatzeko metodo berri bat eskaintzen duena. Azterketa honek zeresan handia du material isolatzaile topologikoen ikerketa sustatzeko argiaren erregulazioan eta gailu funtzional optikoetan.
Argitalpenaren ordua: 2024-09-30