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北理工邹炳锁教授团队多维光波导材料取得新进展

发布日期:2013年05月29日
 ——《纳米快报》(Nanolett)最新发表一维单晶阵列结构的一步制备及多维光波导行为

     半导体纳米结构在微纳尺度光源、场效应晶体管、 非线性光学开关、光波导、光互联和快速光逻辑器件等领域中具有重要应用。 特别是一维和准一维的半导体纳米结构,更在新一代集成光电子学领域中占有不可替代的位置, 不仅可以用作单元器件,而且还可充当各器件单元之间的联接线路、能实现有源放大功能, 同时还可能成为未来其它量子调控运算的物理实现的对象。 但在构建微纳光电子器件过程中的难点在于,很难有效地操控一维微纳结构,使其定向排列,位置调整非常困难,且没有成熟的方法。如用微加工等手段实现阵列器件,通常需要繁琐制备步骤,动用昂贵的加工设备,包括电子束刻蚀等,非常不方便;而且加工出来的微纳一维结构界面涨落显著, 导致光子和电子输运的散射损失加大,不利于规模器件的性能。 因此, 在微纳光电器件集成领域,通过简单易行的方法得到排列整齐的阵列结构, 且其界面单晶化,已成为实现高效光电子微纳器件的重要挑战。  

      为此新葡萄京娱乐场8455纳米光子学与超精密光电系统北京市重点实验室的刘瑞斌副教授、硕士生张春花在邹炳锁教授带领下,在基金委青年基金、校创新团队基金、校重大预研基金等项目支持下, 在一维半导体阵列结构制备及光子学行为的研究上取得了重要突破: 利用本团队前期首次实现的II-VI族半导体周期性超晶格-----CdS/SnS2一维光子晶体线(见http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ja1037963)为基体模板, 通过反复试验,成功发明了一种一步气相法制备CdS一维单晶线阵列梳状结构的方法, 获得了角度可调、周期尺度可调的梳状结构, 并与海外合作者研究了其微结构和高效的光波导行为(见下图),结果显示不同方向传播的光子耦合效率比量子线交叉传播大大增强, 为下一步一维微纳光子器件的构建与应用打下了坚实的基础。


     

      该成果已被国际顶级纳米期刊——《纳米快报》(Nano Letter, 影响因子13.198)所接收发表,并已作为“Just Accepted”论文在线发表 (详见:“Single-Step Synthesis of Monolithic Comblike CdS Nanostructures with Tunable Waveguide Properties” Nanolett., Just Accepted Manuscript,http://pubs.acs.org/toc/nalefd/0/ja;该杂志效率较高,该文从收稿到发表,仅用了十余天。

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