仅三个原子厚!最薄光学装置问世

时间:2019-08-28 来源: 国内新闻
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只有三个原子厚!最薄的光学设备可用

科技日报,纽约,8月13日(记者冯卫东)根据最新一期《自然纳米技术》,美国科学家开发出世界上最薄的光学设备。只有3个原子厚度的波导。这项研究的结果可以将现有光学器件的尺寸减小几个数量级,或者带来更高密度,更高容量的光子芯片。

由加利福尼亚大学圣地亚哥分校开发的新波导约为6埃(1埃=10-10米),比典型光纤薄10,000倍,比片上光波导薄约500倍。集成光子电路。波导由悬浮在硅框架上的单层二硫化钨(一层钨原子夹在两个硫原子之间)组成,单层由一系列纳米孔图案形成光子晶体。

这种单层晶体的独特之处在于它在室温下支持称为激子的电子 - 空穴对。这些激子产生强烈的光学响应,使得晶体的折射率约为其表面周围空气折射率的四倍。相反,具有相同厚度的另一种材料不具有这样的高折射率。当光穿过晶体时,它被内部捕获并通过全内反射沿着平面传导。波导的另一个特征是光可以在可见光谱中传导。

蚀刻到晶体中的纳米孔允许一些光垂直于平面散射以供观察和检测。由该孔阵列产生的周期性结构允许晶体充当谐振器。该系统不仅共振以增强光物质的相互作用,而且还充当二阶光栅耦合器以将光耦合到光波导中。

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