Аптычная паласа сувязі, ультра тонкі аптычны рэзанатар

Аптычная паласа сувязі, ультра тонкі аптычны рэзанатар
Аптычныя рэзанатары могуць лакалізаваць пэўныя даўжыні хваль светлавых хваль у абмежаванай прасторы і мець важныя прыкладанні ў лёгкім узаемадзеянні,аптычная камунікацыя, аптычнае зандзіраванне і аптычная інтэграцыя. Памер рэзанатара ў асноўным залежыць ад матэрыяльных характарыстык і даўжыні аперацыйнай хвалі, напрыклад, крэмніевыя рэзанатары, якія працуюць у блізкай інфрачырвонай паласе, звычайна патрабуюць аптычных структур сотняў нанаметраў і вышэй. У апошнія гады ультратонкая плоскія аптычныя рэзанатары прыцягнулі вялікую ўвагу з-за іх патэнцыйнага прымянення ў структурным колеры, галаграфічнай тамаграфіі, рэгуляцыі лёгкіх палявых і оптаэлектронных прылад. Як паменшыць таўшчыню плоскіх рэзанатараў - адна з складаных праблем, з якімі сутыкаюцца даследчыкі.
У адрозненне ад традыцыйных паўправадніковых матэрыялаў, 3D -тапалагічныя ізалятары (напрыклад, вісмут -тэлурыд, сутыканне тэлурыду, селенід вісмута і г.д.) - новыя інфармацыйныя матэрыялы з тапалагічна абароненымі металічнымі станамі паверхні і ізалятарамі. Павярхоўны стан абаронены сіметрыяй інверсіі часу, і яго электроны не раскіданы немагнітнымі прымешкамі, што мае важныя перспектывы прымянення ў квантавых вылічальных прыладах з нізкай магутнасцю. У той жа час матэрыялы тапалагічнага ізалятара таксама паказваюць выдатныя аптычныя ўласцівасці, такія як высокі паказчык праламлення, вялікі нелінейныаптычныКаэфіцыент, шырокі дыяпазон спектру працоўнага спектру, наладка, лёгкая інтэграцыя і г.д., якая забяспечвае новую платформу для рэалізацыі рэгулявання святла іоптаэлектронныя прылады.
Даследчая група ў Кітаі прапанавала метад вырабу ультратонкіх аптычных рэзанатараў, выкарыстоўваючы вялікую плошчу, якая вырошчвае бісмут-тэлурыд тапалагічны ізалятар. У аптычнай паражніны паказаны відавочныя характарыстыкі паглынання рэзанансу ў амаль інфрачырвонай паласе. У Bysmuth Telluride ёсць вельмі высокі паказчык праламлення больш за 6 у дыяпазоне аптычнай сувязі (вышэйшы, чым паказчык праламлення традыцыйных матэрыялаў з высокім паказчыкам праламлення, такіх як крэмній і германій), так што таўшчыня аптычнай паражніны можа дасягнуць адной дваццатай даўжыні хвалі рэзанансу. У той жа час аптычны рэзанатар адкладаецца на аднамерны фатонічны крышталь, а ў дыяпазоне аптычнай сувязі назіраецца новая электрамагнетычна выкліканы эфект празрыстасці, што звязана з сувязі рэзанатара з плазмонам TAMM і яго разбуральным умяшаннем. Спектральная рэакцыя гэтага эфекту залежыць ад таўшчыні аптычнага рэзанатара і надзейная для змены індэкса праламлення навакольнага асяроддзя. Гэтая праца адкрывае новы спосаб рэалізацыі ультратойнай аптычнай паражніны, рэгуляцыі спектру тапалагічнага ізалятара і оптаэлектронных прылад.
Як паказана на мал. Аптычны рэзанатар у 1А і 1b складаецца ў асноўным з тапалагічнага ізалятара вісмута і нанафільмаў срэбра. Нанафільмы вісмута, падрыхтаваныя магнітронным распыленнем, маюць вялікую плошчу і добрую плоскасць. Калі таўшчыня бісмута -тэлурыду і срэбных плёнак складае 42 нм і 30 нм адпаведна, аптычная паражніну праяўляе моцнае рэзананснае паглынанне ў паласе 1100 ~ 1800 нм (мал. 1С). Калі даследчыкі ўбудавалі гэтую аптычную паражніну на фатонічны крышталь, выраблены з пераменных корак пласта TA2O5 (182 нм) і SiO2 (260 нм) (мал. 1е), даліна адметнага паглынання (мал. 1F) з'явілася побач з першапачатковым рэзанантным пікам паглынання (~ 1550 нм), што падобна на выяўленую траммагтычна выкліканую трансплантатыўна -індукаваны эфект трансплантацыі.

Матэрыял тэлурыду вісмута характарызаваўся трансмісійнай электроннай мікраскапіяй і эліпсаметрыяй. Мал. 2A-2C паказвае мікраграмы перадачы электронных электронных (выявы з высокім дазволам) і выбраныя дыфракцыйныя ўзоры электронаў нанафільмаў бісмута. З малюнка відаць, што падрыхтаваныя нанафільмы вісмута -тэлурыду з'яўляюцца полікрышталічнымі матэрыяламі, а асноўная арыентацыя на рост (015) крыштальная плоскасць. На малюнку 2D-2F паказаны складаны індэкс праламлення бісмут-тэлурыду, вымераны эліпсометрам, і ўсталяваны індэкс праламлення стану і стану. Вынікі паказваюць, што каэфіцыент вымірання павярхоўнага стану перавышае індэкс праламлення ў дыяпазоне 230 ~ 1930 нм, паказваючы металічныя характарыстыкі. Індэкс праламлення арганізма перавышае 6, калі даўжыня хвалі перавышае 1385 нм, што значна вышэй, чым у крэмнію, германія і іншых традыцыйных высокакваліфікацыйных паказальных матэрыялаў у гэтай паласе, які затрымлівае аснову для падрыхтоўкі ультра-тонных аптычных рэзанатараў. Даследчыкі адзначаюць, што гэта першая зарэгістраваная рэалізацыя тапалагічнай плоскай аптычнай паражніны ізалятара таўшчынёй толькі дзясяткі нанаметраў у дыяпазоне аптычнай сувязі. У далейшым спектр паглынання і рэзанансная даўжыня хвалі ультра-тоннай аптычнай паражніны вымяраліся з таўшчынёй вісмута-тэлурыду. Нарэшце, вывучаецца ўплыў таўшчыні срэбнай плёнкі на электрамагнетычна, выкліканы спектрамі празрыстасці ў нанокувицию вісмута/фатонічных крышталічных структур

Падрыхтоўка вялікіх плоскіх тонкіх плёнак тапалагічных ізалятараў вісмута і карыстаецца ўльтравысокім паказчыкам праламлення матэрыялаў тэлурыду вісмута ў недалёка ад інфрачырвонай паласы. Ультра тонкую аптычную паражніну можа рэалізаваць эфектыўнае паглынанне рэзананснага святла ў блізкай інфрачырвонай паласе і мае важнае значэнне прымянення ў распрацоўцы оптаэлектронных прылад у дыяпазоне аптычнай сувязі. Таўшчыня аптычнай паражніны вісмута -тэлурыду лінейная да рэзананснай даўжыні хвалі і менш, чым у аналагічнай крэмнію і аптычнай паражніны германія. У той жа час аптычная паражніну вісмута тэлурыду інтэгравана з фатонным крышталем для дасягнення анамальнага аптычнага эфекту, падобнага на электрамагнетычна выкліканую празрыстасць атамнай сістэмы, які забяспечвае новы метад рэгулявання спектру мікраструктуры. Гэта даследаванне гуляе пэўную ролю ў прасоўванні даследаванняў тапалагічных ізалятарных матэрыялаў у рэгуляцыі святла і аптычных функцыянальных прылад.