2004年9月3
另一个重要的一步实现的承诺闪电快速光子技术已经被科学家与美国能源部的劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)和加州大学伯克利分校。研究人员表明,半导体nanoribbons单晶测量数十数百微米长,但只有几百或少纳米宽度和厚度(约10000000英寸),可以作为“波导”疏通和引导光的运动通过电路。
“我们不仅表明半导体nanoribbons可以用作低损耗和高度灵活的光波导,我们也表明,他们有可能在其他主动光学组件使光子集成电路,”杨Peidong说,化学家与伯克利实验室的材料科学部门和与加州大学伯克利分校化学系教授,他领导了这一研究。亚博网站下载亚博老虎机网登录
杨和他的团队的研究结果发表在8月27日,2004年的《科学》杂志上。亚博老虎机网登录与人合写的论文以及杨马特法律,唐纳德·Sirbuly贾斯汀·约翰逊,Josh Goldberger Richard Saykally,他们都隶属于伯克利实验室,加州大学伯克利分校,或两者兼而有之。
光子技术、光子学的使用电子通过半导体作为信息载体的运动取代光波,以单位的能量称为光子。而电子顺序必须携带信息,一次一个电子,光子的数量几乎没有限制的信息可以同时传输的信息包。叫它无与伦比的并行处理。
提示潜在的光子学可以瞥见了在今天的光纤通信,在一个单一的光纤可以携带相当于300000电话在同一时间。但完全实现光子学的力量远远超出。例如,据估计,一个光子网络可以传输数据以每秒160比特,这是数千倍今天典型的高速连接。另一种可能性是光学计算机,它可以在数秒内解决问题,将今天的电子计算机几个月甚至几年的时间去解决。
光子交付的承诺,然而,科学家们首先必须找到一个方法来操纵和路线光子具有相同的灵巧操作和电子。而其他研究成果已经成功尝试了利用光子带隙材料来完成这项工作,杨和他的同事们专注于化学合成的纳米线和nanoribbons——他们就像纳米管只有固体中而不是中空的内部,可以组装成光子电路。亚博网站下载
“化学合成纳米线和nanoribbons有多种特性,这些特性使他们好光子积木,”杨说。“他们提供内在one-dimensionality、光学和电学性质的多样性,尺寸控制好,较低的表面粗糙度,原则上,光的衍射极限之上和之下的操作的能力。”
杨和他的同事们从二氧化锡nanoribbon波导合成,敏锐的半导体技术对其特殊潜能用于运输光子和电子在纳米级(也称为“亚波长”)组件。他们生产单一的水晶nanoribbons测量约1500微米长,出现各种各样的宽度和厚度。杨洁篪说,丝带,测量100到400纳米之间的宽度和厚度被证明是理想的指导可见光和紫外线。
“引导介质波导内可见光和紫外线,如锡氧化物晶体合成,我们需要确保足够的部分光的电磁场是局限在纳米结构会有最小的光传输损失,”杨说。“考虑到二氧化锡的介电常数,由此可见,直径100到400纳米的理想波导光措施从300到800纳米波长”。
在他们的测试中,杨和他的同事们连接纳米线激光和光学探测器两端的二氧化锡nanoribbons,然后证明了光可以传播,通过亚波长光学调制nanoribbons蛀牙。nanoribbons是强大到足以被推,弯曲,形状使用商业在光学显微镜下观察了显微操纵器。独立式的丝带也非常灵活,可以通过紧S-turns弯曲和扭曲成各种形状,杨说这是“非凡的晶体脆性散装的形式。”
杨也表示,尽管nanoribbon波导耦合在一起创建光纤网络,可以作为小型光子电路的基础上,近距离的丝带需要,最好是在直接的身体接触,使一个有效的传输的光。
“我们测试了各种耦合的几何图形,发现交错安排,并排两个丝带交互在几个微米的距离,优于直接端到端耦合,”杨说。
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