Optik iletişim bandı, ultra ince optik rezonatör

Optik iletişim bandı, ultra ince optik rezonatör
Optik rezonatörler, ışık dalgalarının belirli dalga boylarını sınırlı bir alanda lokalize edebilir ve ışık etkileşiminde önemli uygulamalara sahip olabilir,optik iletişim, optik algılama ve optik entegrasyon. Rezonatörün boyutu esas olarak malzeme özelliklerine ve çalışma dalga boyuna bağlıdır, örneğin, yakın kızılötesi bantta çalışan silikon rezonatörler genellikle yüzlerce nanometrenin ve üstü optik yapıları gerektirir. Son yıllarda, ultra ince düzlemsel optik rezonatörler, yapısal renk, holografik görüntüleme, ışık alanı düzenlemesi ve optoelektronik cihazlardaki potansiyel uygulamaları nedeniyle çok dikkat çekmiştir. Düzlemsel rezonatörlerin kalınlığı nasıl azaltılır, araştırmacıların karşılaştığı zor sorunlardan biridir.
Geleneksel yarı iletken malzemelerden farklı olarak, 3D topolojik izolatörler (BIMTUTH TELLURID, Antimon Tellurid, Bismuth Selenide, vb.) Topolojik olarak korunan metal yüzey durumlarına ve izolatör durumlarına sahip yeni bilgi malzemeleridir. Yüzey durumu, zaman inversiyonunun simetrisi ile korunur ve elektronları, düşük güçlü kuantum bilgi işlem ve spintronic cihazlarda önemli uygulama beklentilerine sahip olan manyetik olmayan safsızlıklarla dağılmış değildir. Aynı zamanda, topolojik izolatör malzemeleri, yüksek kırılma indisi, büyük doğrusal olmayan büyük gibi mükemmel optik özellikler gösteriroptikIşık düzenlemesinin gerçekleştirilmesi için yeni bir platform sağlayan katsayı, geniş çalışma spektrum aralığı, ayarlanabilirlik, kolay entegrasyon vb.Optoelektronik cihazlar.
Çin'de bir araştırma ekibi, geniş alan büyüyen bismut tellurid topolojik izolatör nanofilmleri kullanarak ultra ince optik rezonatörlerin üretimi için bir yöntem önermiştir. Optik boşluk, yakın kızılötesi bantta belirgin rezonans emilim özelliklerini gösterir. Bismuth Telluride, optik iletişim bandında (silikon ve germanyum gibi geleneksel yüksek kırılma indeksi malzemelerinin kırılma indisinden daha yüksek) 6'dan fazla kırılma indisine sahiptir, böylece optik boşluk kalınlığı rezonans dalga boyunun yirminci birine ulaşabilir. Aynı zamanda, optik rezonatör tek boyutlu bir fotonik kristal üzerine biriktirilir ve rezonatörün Tamm plazmonu ve yıkıcı müdahalesi ile birleştirilmesinden kaynaklanan optik iletişim bandında yeni bir elektromanyetik olarak indüklenen şeffaflık etkisi gözlenir. Bu etkinin spektral yanıtı, optik rezonatörün kalınlığına bağlıdır ve ortam kırılma indisinin değişmesine sağlamdır. Bu çalışma, ultra ince optik boşluk, topolojik izolatör malzeme spektrum regülasyonu ve optoelektronik cihazların gerçekleştirilmesi için yeni bir yol açar.
Şek. 1A ve 1B, optik rezonatör esas olarak bir BISMUT TELLURID topolojik izolatör ve gümüş nanofilmlerden oluşur. Magnetron püskürtme ile hazırlanan Bismuth Telluride nanofilmleri geniş alana ve iyi bir düzlük vardır. Bismut Tellurid ve gümüş filmlerin kalınlığı sırasıyla 42 nm ve 30 nm olduğunda, optik boşluk 1100 ~ 1800 nm bantta güçlü rezonans emilimi sergiler (Şekil 1C). Araştırmacılar bu optik boşluğu, TA2O5 (182 nm) ve SiO2 (260 nm) katmanlarının alternatif yığınlarından yapılmış bir fotonik kristal üzerine entegre ettiklerinde, farklı bir absorpsiyon vadisi (Şekil 1F), orijinal rezonant emilim pik (~ 1550 nm) ile ortaya çıktı;

Bismut Tellurid malzemesi, transmisyon elektron mikroskopisi ve elipsometri ile karakterize edildi. İNCİR. 2A-2C, bulaşma elektron mikrograflarını (yüksek çözünürlüklü görüntüler) ve BIMTUTH TELLURID nanofilmlerinin seçilmiş elektron kırınım paternlerini gösterir. Hazırlanan Bismut Tellurid nanofilmlerinin polikristalin malzemeler olduğu ve ana büyüme yöneliminin (015) kristal düzlemi olduğu şekilde görülebilir. Şekil 2D-2F, elipsometre ve takılan yüzey durumu ve durum kompleks kırılma indisi ile ölçülen bizmut telluridinin karmaşık kırılma indisini göstermektedir. Sonuçlar, yüzey durumunun yok olma katsayısının, metal benzeri özellikleri gösteren 230 ~ 1930 nm aralığındaki kırılma indisinden daha büyük olduğunu göstermektedir. Dalga boyu 1385 nm'den büyük olduğunda, vücudun kırılma indisi 6'dan fazladır, bu da ultra ince optik rezonatörlerin hazırlanması için bir temel oluşturan bu bantta silikon, germanyum ve diğer geleneksel yüksek refraktif indeks malzemelerinden çok daha yüksektir. Araştırmacılar, bunun optik iletişim bandında sadece onlarca nanometre kalınlığı olan bir topolojik izolatör düzlemci düzlemsel optik boşluğun ilk bildirildiği olduğunu belirtiyorlar. Daha sonra, ultra ince optik boşluğun absorpsiyon spektrumu ve rezonans dalga boyu, bismut tellurürün kalınlığı ile ölçüldü. Son olarak, gümüş film kalınlığının BISMUT TELLURID NANOVAVITY/FOTONİK KRİSTAL Yapılarda Elektromanyetik İndüklenen Şeffaflık Spektrumları Üzerindeki Etkisi araştırıldı.

BIMTUTH TELLURID topolojik izolatörlerinin geniş alan düz ince filmleri hazırlayarak ve yakın kızılötesi bantta, sadece onlarca nanometre kalınlığına sahip bir düzlemsel optik boşluk elde edilir. Ultra ince optik boşluk, yakın kızılötesi bantta etkili rezonant ışık emilimini gerçekleştirebilir ve optik iletişim bandındaki optoelektronik cihazların geliştirilmesinde önemli uygulama değerine sahiptir. Bismut Tellurid optik boşluğunun kalınlığı, rezonant dalga boyuna doğrusaldır ve benzer silikon ve germanyum optik boşluğundan daha küçüktür. Aynı zamanda, mikro yapının spektrum regülasyonu için yeni bir yöntem sağlayan elektromanyetik olarak indüklenen atomik sistemin şeffaflığına benzer şekilde anormal optik etkiye ulaşmak için BISMUT TELLURID optik boşluk fotonik kristal ile entegre edilir. Bu çalışma, ışık düzenlemesi ve optik fonksiyonel cihazlarda topolojik izolatör materyallerinin araştırılmasının teşvik edilmesinde belirli bir rol oynamaktadır.