Còmhlan conaltraidh optaigeach, ath-fhuaimneadair optaigeach tana

Còmhlan conaltraidh optaigeach, ath-fhuaimneadair optaigeach tana
Faodaidh ath-fhuaimearan optaigeach tonnan solais sònraichte a shuidheachadh ann an àite cuibhrichte, agus tha cleachdaidhean cudromach aca ann an eadar-obrachadh solas-stuth,conaltradh optaigeach, mothachadh optaigeach, agus amalachadh optaigeach. Tha meud an ath-shondair an urra ri feartan an stuth agus an tonn-fhaid obrachaidh sa mhòr-chuid, mar eisimpleir, mar as trice bidh feum aig ath-shondairean silicon a bhios ag obair anns a’ chòmhlan faisg air infridhearg air structaran optaigeach de cheudan de nanomeatairean agus os a chionn. Anns na bliadhnachan mu dheireadh, tha ath-shondairean optaigeach planar tana air mòran aire a tharraing air sgàth na tagraidhean a dh’ fhaodadh a bhith aca ann an dath structarail, ìomhaighean holografach, riaghladh raon solais agus innealan optoelectronic. Tha mar a lughdaicheas tu tiugh ath-shondairean planar mar aon de na duilgheadasan duilich a tha mu choinneamh luchd-rannsachaidh.
Eadar-dhealaichte bho stuthan leth-chonnsachaidh traidiseanta, tha stuthan inslitheach topaigeach 3D (leithid bismuth telluride, antimony telluride, bismuth selenide, msaa.) nan stuthan fiosrachaidh ùra le staidean uachdar meatailt agus staidean inslitheach a tha air an dìon gu topaigeach. Tha an staid uachdar air a dìon le co-chothromachd tionndaidh ùine, agus chan eil na dealanan aige air an sgapadh le neo-chunbhalachdan neo-mhagnaiteach, agus tha cothroman tagraidh cudromach ann an coimpiutaireachd cuantamach cumhachd ìosal agus innealan spintronic. Aig an aon àm, tha stuthan inslitheach topaigeach cuideachd a’ nochdadh feartan optigeach sàr-mhath, leithid clàr-amais ath-tharraingeach àrd, neo-loidhneach mòr.optaigeachco-èifeachd, raon speactram obrach farsaing, comas atharrachaidh, amalachadh furasta, msaa., a bheir seachad àrd-ùrlar ùr airson riaghladh solais a thoirt gu buil agusinnealan optoelectronic.
Tha sgioba rannsachaidh ann an Sìona air dòigh a mholadh airson ath-shondairean optigeach tana a dhèanamh le bhith a’ cleachdadh nanofilmichean inslitheachaidh topaigeach bismuth telluride a tha a’ fàs gu farsaing. Tha feartan gabhail ath-shondachaidh follaiseach aig a’ chuas optigeach ann am bann faisg air infridhearg. Tha clàr-amais ath-tharraingeach glè àrd aig bismuth telluride de chòrr is 6 anns a’ chòmhlan conaltraidh optigeach (nas àirde na clàr-amais ath-tharraingeach stuthan clàr-amais àrd traidiseanta leithid silicon agus germanium), gus am faod tiugh a’ chuas optigeach ruighinn aon fhicheadamh cuid de thonnan-fada ath-shondachaidh. Aig an aon àm, tha an ath-shondair optigeach air a thasgadh air criostal fotonach aon-thaobhach, agus chithear buaidh follaiseachd ùr air a bhrosnachadh le electromagnetic anns a’ chòmhlan conaltraidh optigeach, a tha mar thoradh air ceangal an ath-shondair leis a’ plasmon Tamm agus a bacadh millteach. Tha freagairt speactram na buaidhe seo an urra ri tiugh an ath-shondair optigeach agus tha e làidir ri atharrachadh clàr-amais ath-tharraingeach na h-àrainneachd. Tha an obair seo a’ fosgladh dòigh ùr airson cuas optigeach tana a thoirt gu buil, riaghladh speactram stuthan inslitheachaidh topaigeach agus innealan optoelectronic.
Mar a chithear ann am FIG. 1a agus 1b, tha an ath-shondair optigeach air a dhèanamh suas sa mhòr-chuid de inslitheach topaigeach teallaireid biosmat agus nanofilmichean airgid. Tha farsaingeachd mhòr agus deagh rèidhleanachd aig na nanofilmichean teallaireid biosmat a chaidh ullachadh le sputtering magnetron. Nuair a tha tiughas nam filmichean teallaireid biosmat agus airgid 42 nm agus 30 nm, fa leth, tha an cuas optigeach a’ nochdadh glacadh ath-shondais làidir anns a’ chòmhlan 1100 ~ 1800 nm (Figear 1c). Nuair a chuir an luchd-rannsachaidh an cuas optigeach seo a-steach do chriostal fotonach air a dhèanamh de chruachan eile de shreathan Ta2O5 (182 nm) agus SiO2 (260 nm) (Figear 1e), nochd gleann glacaidh sònraichte (Figear 1f) faisg air a’ mhullach glacaidh ath-shondais tùsail (~ 1550 nm), a tha coltach ris a’ bhuaidh follaiseachd air a bhrosnachadh le electromagnetic a bhios siostaman atamach a’ toirt a-mach.

Chaidh an stuth tealluride bismuth a chomharrachadh le maicreasgopaidh dealanach tar-chuir agus eileips-mheudrachd. Tha Figear 2a-2c a’ sealltainn mhicreagrafan dealanach tar-chuir (ìomhaighean àrd-rèiteachaidh) agus pàtrain diffraction dealanach taghte de nanofilms tealluride bismuth. Chithear bhon fhigear gu bheil na nanofilms tealluride bismuth ullaichte nan stuthan polycrystalline, agus is e am prìomh stiùireadh fàis plèana criostail (015). Tha Figear 2d-2f a’ sealltainn clàr-amais ath-tharraingeach iom-fhillte tealluride bismuth air a thomhas le eileips-mheudrachd agus an staid uachdar iomchaidh agus clàr-amais ath-tharraingeach iom-fhillte na stàite. Tha na toraidhean a’ sealltainn gu bheil co-èifeachd cuir às staid an uachdair nas motha na an clàr-amais ath-tharraingeach anns an raon 230 ~ 1930 nm, a’ sealltainn feartan coltach ri meatailt. Tha clàr-amais ath-tharraingeach a’ chuirp nas motha na 6 nuair a tha an tonn-fhaid nas motha na 1385 nm, a tha mòran nas àirde na clàr-amais ath-tharraingeach silicon, germanium agus stuthan traidiseanta eile le clàr-amais ath-tharraingeach àrd sa chòmhlan seo, a tha a’ leagail bunait airson ullachadh ath-shondairean optigeach ultra-than. Tha an luchd-rannsachaidh a’ comharrachadh gur e seo a’ chiad uair a chaidh aithris air cuas optaigeach planar inslitheach topaigeach le tiugh deichean de nanomeatairean a-mhàin anns a’ chòmhlan conaltraidh optaigeach. Às dèidh sin, chaidh speactram sùghaidh agus tonn-fhaid ath-shonnrachaidh na cuasa optaigeach tana a thomhas le tiugh tellurid bismuth. Mu dheireadh, thathar a’ sgrùdadh buaidh tiugh film airgid air speactra follaiseachd air an adhbhrachadh le electromagnetic ann an structaran criostail nanocavity/fotonic tellurid bismuth.

Le bhith ag ullachadh fhilmichean tana còmhnard farsaing de dh’inslitheoirí topaigeach bismuth telluride, agus a’ gabhail brath air clàr-amais ath-tharraingeach fìor àrd stuthan Bismuth telluride ann am bann faisg air infridhearg, gheibhear cuas optaigeach planar le tiugh de dìreach deichean de nanomeatairean. Faodaidh an cuas optaigeach fìor thana gabhail a-steach solas ath-shondach èifeachdach a thoirt gu buil anns a’ chòmhlan faisg air infridhearg, agus tha luach tagraidh cudromach aige ann an leasachadh innealan optoelectronic anns a’ chòmhlan conaltraidh optaigeach. Tha tiugh cuas optaigeach bismuth telluride loidhneach ris an tonn-fhaid ath-shondach, agus tha e nas lugha na tiugh cuas optaigeach silicon agus germanium coltach ris. Aig an aon àm, tha cuas optaigeach bismuth telluride air a thoirt a-steach le criostal fotonach gus a’ bhuaidh optaigeach neo-àbhaisteach a choileanadh coltach ris an follaiseachd a tha air a bhrosnachadh gu electromagnetic den t-siostam atamach, a bheir seachad dòigh ùr airson riaghladh speactram meanbh-structar. Tha pàirt sònraichte aig an sgrùdadh seo ann a bhith a’ brosnachadh rannsachadh stuthan inslitheach topaigeach ann an riaghladh solais agus innealan gnìomh optaigeach.