Optical samskiptaband, öfgafullur þunnur sjónresonator

Optical samskiptaband, öfgafullur þunnur sjónresonator
Sjónresonators geta staðfært sérstakar bylgjulengdir ljósbylgjna í takmörkuðu rými og haft mikilvæg notkun í ljósi samskipta,Ljóssamskipti, sjónskynjun og sjónræn samþætting. Stærð resonatorsins veltur aðallega á efniseinkennum og bylgjulengd rekstrar, til dæmis, kísilresonators sem starfa í náinni innrauða bandinu þurfa venjulega sjónbyggingu hundruð nanómetra og hærri. Undanfarin ár hafa öfgafull þunn planar sjónresonators vakið mikla athygli vegna hugsanlegra notkunar þeirra í byggingarlit, hólógrafískri myndgreiningu, stjórnun ljóssvæðis og optoelectronic tæki. Hvernig á að draga úr þykkt planar resonators er eitt af þeim erfiðu vandamálum sem vísindamenn standa frammi fyrir.
Mismunandi frá hefðbundnum hálfleiðara efnum, 3D topological einangrunarefni (svo sem Bismuth Telluride, Antimon Teluride, Bismuth Selenide osfrv.) Eru nýtt upplýsingaefni með topologically verndað málm yfirborðsríki og einangrunarríkjum. Yfirborðsástandið er varið með samhverfu tímahverfis og rafeindir þess eru ekki dreifðar af ómálefnum óhreinindum, sem hefur mikilvægar notkunarhorfur í litlum tölvutölvu og spintronic tækjum. Á sama tíma sýna topological einangrunarefni einnig framúrskarandi sjón eiginleika, svo sem mikla ljósbrotsvísitölu, stóran ólínulegLjósfræðiStuðull, breitt vinnandi litróf svið, stillanleiki, auðveld samþætting o.s.frv.Optoelectronic tæki.
Rannsóknarteymi í Kína hefur lagt til aðferð til að framleiða öfgafullar þunnar sjónresonators með því að nota stórt svæði vaxandi Bisthuth Teluride Topological einangrunar nanofilms. Ljósholið sýnir augljós frásogseinkenni ómun í náinni innrauða hljómsveit. Bismuth Telluride er með mjög háa ljósbrotsvísitölu meira en 6 í sjónsamskiptabandinu (hærra en ljósbrotsvísitala hefðbundins hábrotsvísitöluefnis eins og kísils og germaníu), þannig að þykkt sjónholsins getur náð einum twentieth af ómuninni bylgjulengd. Á sama tíma er sjónresonatorinn settur á eins víddar ljóseindkristal og ný rafsegul framkallað gegnsæiáhrif sjást í sjónsamskiptabandinu, sem er vegna tengingar resonatorsins við Tamm plasmon og eyðileggjandi truflun þess . Litrófsvörun þessara áhrifa fer eftir þykkt sjónresonatorsins og er öflugt við breytingu á umhverfisbrotsvísitölu. Þessi vinna opnar nýja leið til að átta sig á ultrathin sjónholi, topological einangrunarefni efnis litrófs og optoelectronic tæki.
Eins og sýnt er á mynd. 1A og 1B, sjónresonatorinn er aðallega samsettur af bismuth tellúríð topological einangrun og silfri nanofilms. Bismuth telluride nanofilms sem framleiddir af segulsviðinu eru með stórt svæði og góða flatneskju. Þegar þykkt Bismuth telluride og silfurmynda er 42 nm og 30 nm, hver um sig, sýnir sjónholið sterka frásog í hljómsveitinni 1100 ~ 1800 nm (mynd 1C). Þegar vísindamennirnir sameinuðu þetta sjónhol á ljóseindkristal úr skiptisstöflum af TA2O5 (182 nm) og SiO2 (260 nm) lögum (mynd 1E), virtist greinilegur frásogsdalur (mynd 1F) nálægt upprunalegu upptöku hámarkinu (~ ~ 1550 nm), sem er svipað og rafsegul framkallað gagnsæisáhrif framleidd af atómkerfum.

Bismuth tellúríðefnið einkenndist af smásjárrafeindasmásjá og sporbaug. Fig. 2A-2C sýnir flutning rafeindasmíðmynda (myndir með mikilli upplausn) og valið rafeindadreifingarmynstur af Bismuth Teluride nanofilms. Það má sjá á myndinni að tilbúin Bismuth Telluride nanofilms eru fjölkristallað efni og aðal vaxtarstefna er (015) kristalplan. Mynd 2D-2F sýnir flókna ljósbrotsvísitölu Bismuth tellúríðs mæld með sporbaug og fest yfirborðsástandi og ástand flókinnar ljósbrotsvísitölu. Niðurstöðurnar sýna að útrýmingarstuðull yfirborðsástands er meiri en ljósbrotsvísitalan á bilinu 230 ~ 1930 nm, sem sýnir málmlík einkenni. Brotvísitala líkamans er meira en 6 þegar bylgjulengdin er meiri en 1385 nm, sem er mun hærri en kísil, germanium og önnur hefðbundin endurspeglunarvísitöluefni í þessari hljómsveit, sem leggur grunn fyrir undirbúning Ultra -þunnar sjónresonators. Vísindamennirnir benda á að þetta sé fyrsta tilkynnt um framkvæmd topological einangrunar planar sjónhols með þykkt aðeins tugi nanómetra í sjónsamskiptabandinu. Í kjölfarið voru frásogsróf og ómun bylgjulengd öfgafullu þunns sjónhols mæld með þykkt Bismuth tellurids. Að lokum eru áhrif silfurfilmuþykktar á rafsegul framkallað gagnsæi litróf í Bismuth Telluride Nanocavity/Photonic Crystal mannvirki

Með því að útbúa stórar flatar þunnar kvikmyndir af Bismuth Telluride Topological einangrunarefni og nýta sér öfgafullt ljósbrotsvísitölu Bismuth Telluride efni í nærri innrauða bandinu fæst planar sjónhol með þykkt af aðeins tugum nanómetra. Hið öfgafulla þunn sjónhol getur gert sér grein fyrir skilvirku ljósi frásogs í nánu innrauða hljómsveitinni og hefur mikilvægt umsóknargildi við þróun optoelectronic tæki í sjónsamskiptabandinu. Þykkt bismuth telluride sjónholsins er línuleg við ómun bylgjulengdarinnar og er minni en svipað kísill og germanium sjónhol. Á sama tíma er Bismuth Telluride Optical hola samþætt með ljóseindum kristal til að ná frávikum sjónáhrifum svipað og rafsegulrænt framkallað gegnsæi atómkerfis, sem veitir nýja aðferð til að stjórna litrófsgerð. Þessi rannsókn gegnir ákveðnu hlutverki við að stuðla að rannsóknum á topological einangrunarefni í ljósastjórnun og sjónrænni tæki.