Banna cumarsáide optúla, athshonadóir optúil ultra-tanaí

Banna cumarsáide optúla, athshonadóir optúil ultra-tanaí
Is féidir le hathshonadóirí optúla tonnfhaid sonracha de thonnta solais a logánú i spás teoranta, agus tá feidhmeanna tábhachtacha acu in idirghníomhaíocht ábhar solais,cumarsáid optúil, braiteadh optúil, agus comhtháthú optúil. Braitheann méid an athshondóra go príomha ar shaintréithe an ábhair agus ar an tonnfhad oibriúcháin, mar shampla, de ghnáth go n-éilíonn athshonators sileacain a oibríonn sa bhanna infridhearg in aice le struchtúir optúla na céadta nanaiméadar agus os a chionn. Le blianta beaga anuas, tharraing athshonairí optúla plánacha ultra-tanaí aird mhór mar gheall ar a n-iarratas féideartha i ndath struchtúrach, íomháú holografach, rialáil réimse éadrom agus feistí optoelectronic. Ceann de na fadhbanna deacra a bhíonn ag taighdeoirí ná conas tiús na athshonadóirí plánacha a laghdú.
Difriúil ó ábhair leathsheoltóra traidisiúnta, is ábhair faisnéise nua iad inslitheoirí topological 3D (cosúil le telluride biosmat, telluride antamón, seiléiníd biosmat, etc.) le stáit dromchla miotail faoi chosaint topological agus stáit inslitheoirí. Tá an stát dromchla cosanta ag siméadracht inbhéartaithe ama, agus níl eisíontais neamh-mhaighnéadacha scaipthe ag a leictreoin, a bhfuil ionchais iarratais thábhachtacha aige i ríomhaireacht chandamach ísealchumhachta agus feistí spintronic. Ag an am céanna, léiríonn ábhair inslitheoirí topological airíonna optúla den scoth, mar shampla innéacs athraonta ard, neamhlíne móroptúilcomhéifeacht, raon leathan speictrim oibre, tunability, comhtháthú éasca, etc., a sholáthraíonn ardán nua chun rialáil solais a réadú agusfeistí optoelectronic.
Tá modh molta ag foireann taighde sa tSín chun athshonadóirí optúla ultra-tanaí a dhéanamh trí úsáid a bhaint as nanascannáin inslitheoir toipeolaíochta teiliúirde biosmat atá ag fás i limistéar mór. Léiríonn an cuas optúil tréithe soiléire ionsúcháin athshondais sa bhanna infridhearg gar. Tá innéacs athraonta an-ard ag biosmat telluride de níos mó ná 6 sa bhanna cumarsáide optúla (níos airde ná an t-innéacs athraonta na n-ábhar innéacs athraonta ard traidisiúnta ar nós sileacain agus gearmáiniam), ionas gur féidir leis an tiús cuas optúla teacht ar aon fichiú den athshondas. tonnfhad. Ag an am céanna, déantar an t-athshonator optúil a thaisceadh ar chriostail fhótónach aontoiseach, agus breathnaítear éifeacht trédhearcachta spreagtha leictreamaighnéadach úrscéal sa bhanna cumarsáide optúla, atá mar gheall ar chúpláil an athshondóra leis an plasmon Tamm agus a chur isteach millteach. . Braitheann freagairt speictreach na héifeachta seo ar thiús an athshondóra optúil agus tá sé láidir d'athrú ar an innéacs athraonta comhthimpeallach. Osclaíonn an obair seo bealach nua chun cuas optúil ultra-tanaí, rialáil speictrim ábhar inslitheoir toipeolaíochta agus gléasanna optoelectronic a réadú.
Mar a léirítear i bhFíor. 1a agus 1b, tá an t-athshonator optúil comhdhéanta den chuid is mó d'inslitheoir topological telluride biosmat agus nanafilms airgid. Tá limistéar mór agus maoile maith ag na nanascannáin telluride biosmat arna n-ullmhú ag sputtering maighnéadrón. Nuair a bhíonn tiús an telluride biosmat agus scannáin airgid 42 nm agus 30 nm, faoi seach, léiríonn an cuas optúil ionsú láidir athshondais sa bhanna 1100 ~ 1800 nm (Fíor 1c). Nuair a chomhtháthaigh na taighdeoirí an cuas optúil seo ar chriostail fhótónach déanta as stoic mhalartacha de shraitheanna Ta2O5 (182 nm) agus SiO2 (260 nm) (Fíor 1e), bhí gleann ionsúcháin ar leith (Fíor 1f) le feiceáil in aice leis an mbuaic ionsú athshondach bunaidh (~ 1550 nm), atá cosúil leis an éifeacht trédhearcachta leictreamaighnéadach a tháirgtear trí chórais adamhach.

Bhí micreascópacht leictreoin tarchurtha agus éilipsiméadracht tréithrithe ag an ábhar telluride biosmat. FIG. Taispeánann 2a-2c leictreon-mhicreagraif tarchuir (íomhánna ardtaifigh) agus patrúin roghnaithe díraonta leictreon de nanascannáin teiliúiride biosmat. Is féidir a fheiceáil ón bhfigiúr gur ábhair pholacriostalach iad na nanofilms telluride biosmat ullmhaithe, agus is é an príomh-treoshuíomh fáis (015) eitleán criostail. Léiríonn Fíor 2d-2f an t-innéacs athraonta coimpléascach de teiliúirde biosmat arna thomhas ag éilipsiméadar agus an t-innéacs athraonta coimpléascach staid agus staid an dromchla feistithe. Léiríonn na torthaí go bhfuil comhéifeacht díothaithe an stáit dromchla níos mó ná an t-innéacs athraonta sa raon 230 ~ 1930 nm, ag taispeáint tréithe cosúil le miotail. Tá innéacs athraonta an chomhlachta níos mó ná 6 nuair a bhíonn an tonnfhad níos mó ná 1385 nm, atá i bhfad níos airde ná sin de sileacain, gearmáiniam agus ábhair innéacs ard-athraonta traidisiúnta eile sa bhanna seo, a leagann bunús le haghaidh ullmhú ultra -tanaí athshonadóirí optúla. Tugann na taighdeoirí le fios gurb é seo an chéad réadú a tuairiscíodh ar chuas optúil plánánach inslitheoir topaeolaíoch a bhfuil tiús ach na deich nanaiméadar sa bhanna cumarsáide optúla. Ina dhiaidh sin, tomhaiseadh an speictream ionsúcháin agus tonnfhad athshondais na cuas optúla ultra-tanaí le tiús an teiliúirde biosmat. Mar fhocal scoir, déantar imscrúdú ar éifeacht thiús scannáin airgid ar speictrim trédhearcachta leictreamaighnéadach ionduchtaithe i struchtúir nana-nascavity telluride biosmat/criostail fhótónacha.

Trí scannáin tanaí comhréidh limistéar mór d'inslitheoirí toipeolaíochta telluride biosmat a ullmhú, agus leas a bhaint as innéacs athraonta ultra-ard na n-ábhar telluride Biosmat i mbanda infridhearg gar, faightear cuas optúil planar le tiús ach na deich nanaiméadar. Is féidir leis an gcuas optúil ultra-tanaí ionsú solais athshondach éifeachtach a bhaint amach sa bhanna infridhearg gar, agus tá luach iarratais tábhachtach aige i bhforbairt feistí optoelectronic sa bhanna cumarsáide optúla. Tá tiús na cuas optúla biosmat telluride líneach leis an tonnfhad athshondach, agus tá sé níos lú ná sin de sileacain dá samhail agus cuas optúil gearmáiniam. Ag an am céanna, tá cuas optúil telluride biosmat comhtháite le criostail fhótónach chun an éifeacht optúil aimhrialta a bhaint amach cosúil le trédhearcacht an chórais adamhach leictreamaighnéadach a tharlódh go leictreamaighnéadach, rud a sholáthraíonn modh nua chun micreastruchtúr a rialáil speictrim. Tá ról áirithe ag an staidéar seo i gcur chun cinn taighde na n-ábhar inslitheoir topological i rialáil solais agus feistí optúla feidhme.