北理工鄒炳鎖教授團隊多維光波導材料取得新進展
發布日期：2013-05-29
閱讀次數：——《納米快報》（Nanolett）最新發表一維單晶陣列結構的一步制備及多維光波導行為
供稿：鄒炳鎖 編輯：黨委宣傳部 趙琳
半導體納米結構在微納尺度光源、場效應晶體管、 非線性光學開關、光波導、光互聯和快速光邏輯器件等領域中具有重要應用。特別是一維和準一維的半導體納米結構，更在新一代集成光電子學領域中占有不可替代的位置，不僅可以用作單元器件，而且還可充當各器件單元之間的聯接線路、能實現有源放大功能，同時還可能成為未來其它量子調控運算的物理實現的對象。但在構建微納光電子器件過程中的難點在于，很難有效地操控一維微納結構，使其定向排列，位置調整非常困難，且沒有成熟的方法。如用微加工等手段實現陣列器件，通常需要繁瑣制備步驟，動用昂貴的加工設備，包括電子束刻蝕等，非常不方便；而且加工出來的微納一維結構界面漲落顯著，導致光子和電子輸運的散射損失加大，不利于規模器件的性能。因此，在微納光電器件集成領域，通過簡單易行的方法得到排列整齊的陣列結構， 且其界面單晶化，已成為實現高效光電子微納器件的重要挑戰。
為此北京理工大學納米光子學與超精密光電系統北京市重點實驗室的劉瑞斌副教授、碩士生張春花在鄒炳鎖教授帶領下，在基金委青年基金、校創新團隊基金、校重大預研基金等項目支持下，在一維半導體陣列結構制備及光子學行為的研究上取得了重要突破：利用本團隊前期首次實現的II-VI族半導體周期性超晶格--CdS/SnS2一維光子晶體線（http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ja1037963）為基體模板，通過反復試驗，成功發明了一種一步氣相法制備CdS一維單晶線陣列梳狀結構的方法， 獲得了角度可調、周期尺度可調的梳狀結構，并與海外合作者研究了其微結構和高效的光波導行為（見下圖），結果顯示不同方向傳播的光子耦合效率比量子線交叉傳播大大增強，為下一步一維微納光子器件的構建與應用打下了堅實的基礎。
該成果已被國際頂級納米期刊——《納米快報》（Nano Letter，影響因子13.198）所接收發表，并已作為“Just Accepted”論文在線發表 （詳見：“Single-Step Synthesis of Monolithic Comblike CdS Nanostructures with Tunable Waveguide Properties” Nanolett., Just Accepted Manuscript，http://pubs.acs.org/toc/nalefd/0/ja；該雜志效率較高，該文從收稿到發表，僅用了十余天。
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