Оптик элемтә полосасы, ультра-нечкә оптик резонатор

Оптик элемтә полосасы, ультра-нечкә оптик резонатор
Оптик резонаторлар чикләнгән киңлектә яктылык дулкыннарының дулкын озынлыкларын локальләштерә ала, һәм яктылык матдәләренең үзара бәйләнешендә мөһим кулланмалар бар,оптик элемтә, оптик сизү, һәм оптик интеграция. Резонаторның зурлыгы, нигездә, материаль характеристикаларга һәм эш дулкын озынлыгына бәйле, мәсәлән, якын инфракызыл полосада эшләүче кремний резонаторлары гадәттә йөзләгән нанометр һәм аннан да күбрәк оптик корылмалар таләп итә. Соңгы елларда ультра-нечкә планар оптик резонаторлар структур төс, голографик күзаллау, яктылык кырын көйләү һәм оптоэлектрон җайланмалардагы потенциаль кулланулары аркасында зур игътибар җәлеп иттеләр. Планар резонаторларның калынлыгын ничек киметергә - тикшерүчеләр алдында торган катлаулы проблемаларның берсе.
Традицион ярымүткәргеч материаллардан аермалы буларак, 3D топологик изоляторлар (мәсәлән, бисмут теллурид, антимон теллурид, бисмут селенид һ.б.) топологик яктан сакланган металл өслеге һәм изолятор торышы булган яңа мәгълүмат материаллары. Surfaceир өсте торышы вакыт инверсиясе симметриясе белән саклана, һәм аның электроннары магнитсыз пычраклар белән таралмыйлар, аз көчле квант исәпләү һәм спинтроник җайланмаларда куллану перспективалары булган. Шул ук вакытта, топологик изолятор материаллары шулай ук ​​югары оптик үзлекләрне күрсәтәләр, мәсәлән, югары реактив индекс, зур сызыксызоптиккоэффициент, киң эш спектры диапазоны, көйләүчәнлек, җиңел интеграция һ.б., бу яктылыкны көйләү өчен яңа мәйданчык бирә һәмоптоэлектрон җайланмалар.
Кытайдагы тикшеренү төркеме ультра-нечкә оптик резонаторлар ясау ысулын тәкъдим итте, бисмут теллурид топологик изоляторы нанофильмнарын кулланып. Оптик куыш инфракызыл полосада ачык резонанс үзләштерү үзенчәлекләрен күрсәтә. Бисмут теллуридның оптик элемтә полосасында бик югары реактив индексы бар (кремний һәм германий кебек традицион югары рефактив индекс материалларының реактив индексыннан югарырак), оптик куыш калынлыгы резонансның егерменче өлешенә җитә ала. дулкын озынлыгы. Шул ук вакытта оптик резонатор бер размерлы фотоник кристаллга урнаштырыла, һәм оптик элемтә полосасында яңа электромагнит белән эшләнгән ачыклык эффекты күзәтелә, бу резонаторның Тамм плазманы белән кушылуы һәм аның җимергеч интерфейсы аркасында. . Бу эффектның спектраль реакциясе оптик резонатор калынлыгына бәйле һәм әйләнә-тирә рефактив индекс үзгәрүенә ныклы. Бу эш ультратин оптик куышны, топологик изолятор материал спектрын көйләү һәм оптоэлектрон җайланмаларны тормышка ашыру өчен яңа юл ача.
Күрсәтелгәнчә. 1а һәм 1б, оптик резонатор, нигездә, бисмут теллурид топологик изоляторыннан һәм көмеш нанофильмнардан тора. Магнитрон спуттеры белән әзерләнгән бисмут теллурид нанофильмнары зур мәйданга һәм яхшы яссылыкка ия. Бисмут теллурид һәм көмеш пленкаларның калынлыгы тиешенчә 42 нм һәм 30 нм булганда, оптик куыш 1100 ~ 1800 нм диапазонында көчле резонанс үзләштерүен күрсәтә (1с рәсем). Тикшерүчеләр бу оптик куышны Ta2O5 (182 nm) һәм SiO2 (260 nm) катламнардан ясалган фотоник кристаллга интеграцияләгәндә, оригиналь резонанс үзләштерү чокы янында үзенчәлекле үзләштерү үзәнлеге (1ф рәсем) барлыкка килде. 1550 нм), ул атом системалары җитештергән электромагнит индуктив ачыклык эффектына охшаган.

Бисмут теллурид материалы электрон микроскопия һәм эллипсометрия тапшыру белән характерланган. IGәр сүзнең. 2а-2с электрон микрографик тапшыруларны (югары резолюцияле рәсемнәр) һәм бисмут теллурид нанофильмнарының сайланган электрон дифракция үрнәкләрен күрсәтә. Рәсемнән күренеп тора, әзерләнгән бисмут теллурид нанофильмнары поликристалл материаллар, һәм төп үсеш юнәлеше (015) кристалл яссылыгы. 2d-2f рәсемендә эллипсометр белән үлчәнгән бисмут теллуридның катлаулы реактив индексы һәм урнаштырылган өслек торышы һәм дәүләт катлаулы рефактив индексы күрсәтелгән. Нәтиҗә шуны күрсәтә: өслек торышының юкка чыгу коэффициенты 230 ~ 1930 нм диапазонындагы реактив индекстан зуррак, металлга охшаган характеристикаларны күрсәтә. Дулкын озынлыгы 1385 нмнан зуррак булганда, организмның реактив индексы 6-тан артык, бу кремний, германий һәм башка традицион югары рефактив индекс материалларына караганда күпкә югарырак, ул ультра әзерләү өчен нигез сала. - оптик резонаторлар. Тикшеренүләр күрсәтүенчә, бу оптик элемтә полосасында дистәләгән нанометр калынлыктагы топологик изолятор планар оптик куышның беренче хәбәр ителгән реализациясе. Соңыннан, ультра-нечкә оптик куышның үзләштерү спектры һәм резонанс дулкын озынлыгы бисмут теллурид калынлыгы белән үлчәнде. Ниһаять, көмеш пленка калынлыгының бисмут теллурид нанокавитлыгы / фотоник кристалл структураларындагы электромагнит белән эшләнгән ачыклык спектрына тәэсире тикшерелә.

Бисмут теллурид топологик изоляторларының зур мәйданлы яссы нечкә фильмнарын әзерләп, һәм инфракызыл полоса янындагы Бисмут теллурид материалларының ультра югары реактив индексыннан файдаланып, дистәләгән нанометр калынлыктагы планар оптик куыш алына. Ультра-нечкә оптик куыш якын инфракызыл полосада эффектив резонанс үзләштерүне тормышка ашыра ала, һәм оптик элемтә полосасында оптоэлектрон җайланмалар үсешендә мөһим куллану кыйммәтенә ия. Бисмут теллурид оптик куышлыгының калынлыгы резонант дулкын озынлыгына туры килә, һәм охшаш кремний һәм германий оптик куышыннан кечерәк. Шул ук вакытта, бисмут теллурид оптик куышлыгы фотоник кристалл белән берләштерелгән, аномаль оптик эффектка ирешү өчен, атом системасының электромагнит индуктив ачыклыгына охшаган, бу микроструктураны спектр көйләү өчен яңа ысул бирә. Бу тикшеренү топологик изолятор материалларын яктылыкны көйләүдә һәм оптик функциональ җайланмаларда тикшерүне алга этәрүдә билгеле бер роль уйный.