世界最小納米激光發(fā)射器問(wèn)世
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研究者們介紹，要研制更快、更小、更節(jié)能的光子發(fā)射器，最關(guān)鍵的是要實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體激光器的微型化。這項(xiàng)技術(shù)可應(yīng)用于超級(jí)計(jì)算機(jī)芯片、高敏感度生物傳感器、疾病的治療與研究以及下一代通信技術(shù)的研發(fā)等多個(gè)領(lǐng)域。
普通的光電子器件利用納米發(fā)射器產(chǎn)生光信號(hào)來(lái)傳遞信息，它們已具備替代傳統(tǒng)電子電路的潛力。但是，光電子器件的尺寸和性能卻受到了“三維光學(xué)衍射極限”的限制。
不過(guò)，德克薩斯州立大學(xué)物理系Chih-Kang “Ken” Shih教授帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了突破。 “我們研發(fā)出了能在低于三維衍射極限下良好運(yùn)轉(zhuǎn)的納米激光發(fā)射器” 他說(shuō)，“我們相信這項(xiàng)成果會(huì)給納米科技帶來(lái)巨大影響�！弊罱l(fā)表的文章中，Shih教授和同事們首次報(bào)道了低于三維衍射極限的連續(xù)波。發(fā)射時(shí)，納米激光器會(huì)發(fā)出綠色的光，極細(xì)的激光已經(jīng)達(dá)到肉眼難辨的水平。
這種新型元件是由摻雜了氮化銦鎵的氮化鎵異質(zhì)納米棒制成。此兩種合金通常應(yīng)用于LED燈中。在發(fā)射器內(nèi)部，納米棒放置在薄的絕緣硅層上，而硅層的另一面是一層原子級(jí)光滑的銀。
Shih教授的實(shí)驗(yàn)室耗費(fèi)了15年來(lái)完善這種材料�！肮饣皆蛹�(jí)別”是保證發(fā)射光不分散、等離子體激元不逃逸的關(guān)鍵。所謂等離子體激元是指可承載大量信息的電子波�！霸蛹�(jí)光滑的激元結(jié)構(gòu)是減少數(shù)據(jù)遺失的功臣�！盨hih教授這樣說(shuō)。
納米激光發(fā)射器的面世無(wú)疑將推動(dòng)芯片通信的發(fā)展。在芯片通信中，所有的信息都包含在芯片上。采用新型發(fā)射器后，電子元件的產(chǎn)熱問(wèn)題可以杜絕。另外，還可避免芯片間傳遞信息時(shí)數(shù)據(jù)的丟失。
臺(tái)灣清華大學(xué)的郭尚志(音譯)教授指出：“電子和光子大小不匹配曾是實(shí)現(xiàn)芯片計(jì)算和光電通信的巨大障礙�！惫淌谠荢hih教授的博士生。另外德克薩斯州立大學(xué)物理系的Gennady Shvets教授、臺(tái)灣清華大學(xué)的陳力俊(音譯)教授也參與到此項(xiàng)研究中。
轉(zhuǎn)載自：環(huán)球科學(xué)雜志
