• 首  页
  • 人员构成
  • 研究方向
  • 科研进展
  • 实验设备
  • 最新动态
  • 联系我们
  • English

首页>> news>> 2023年5月组内文献阅读汇报



水汽驱动的可见光波段等离激元连续域束缚态开关


具备主动调控功能的等离激元光开关在传感器领域具有非常重要的应用价值。在红外与太赫兹波段通常可利用相变材料做介质层实现高灵敏度的光开关。然而,在可见光波段由于金属存在较大的欧姆损耗,使得制备高灵敏度的光开关存在一定挑战。近来,中山大学的Manchun Zheng等人设计了一种基于金-PVA-金的BIC体系,在可见光波段实现了较高灵敏度的主动调控光开关。由于PVA具备吸收水分的能力,在水汽驱动的环境下,中间的PVA层吸水膨胀,导致BIC态向准BIC态转变,进而实现主动可调的法诺共振。更进一步,他们将这一器件应用于人体呼吸检测。这在需要辐射与强电磁场环境的肿瘤治疗领域有一定应用价值。

Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2209368


基于MoS2单层阵列的多功能光电突触


基于二维半导体的光电突触器件被广泛研究,已实现和报道了图像识别、机械机器人控制和学习辅助等多种类脑行为。然而,受制造技术发展的限制,对于人类联想记忆、逻辑推理等智能行为的人工视觉系统鲜有报道。湖南大学李梓维、潘安练教授(共同通讯作者)团队报道了一个5×6像素的视觉传感系统,用于实时模拟遗忘曲线映射的光感图像,该系统可以模仿人类大脑的学习、遗忘和联想记忆,在利用2D半导体阵列模拟类脑人工智能方面取得了有价值的突破。

Advanced Science 2300120 (2023).



报告人:白庆虎


Ultra-low threshold continuous-wave quantum dot mini-BIC lasers


具有超低阈值和紧凑尺寸的激光器在光子集成电路中非常受欢迎,旨在光通信、芯片级固态激光雷达和量子信息的应用。传统超低阈值和紧凑尺寸的激光器的实现方式有两种,通过在连续体中引入缺陷型光子晶体平板模式(PhC)或光子束缚态来实现高Q因子模式。前者使用分布式布拉格反射和基于全内反射的离面约束实现横向约束,已报道的缺陷型PhC激光器虽然表现出极小的Vn,因此具有超低阈值,但由于对结构无序的敏感性导致不稳定性。后者基于对称保护或破坏性干涉的拓扑机制。受益于拓扑鲁棒性的BIC激光器是最有希望的架构之一。然而为接近理想的BIC,平板光子晶体通常需要上百个周期的结构单元。因此,对推进需要高度紧凑和低阈值激光器的光子集成应用提出了巨大挑战。最近提出的mini-BIC模式,将传统的 BIC 模式和横向光子带隙镜以合作方式结合起来,在所有三个维度上捕获光,实现了历史新高硅基无源结构中的Q 因子和相当小的Vn 。另一方面,外延量子点 (QD) 材料由于其对载流子进行三维限制的能力,具有较低的阈值、高温稳定性,尤其是对外延缺陷或蚀刻引起的表面缺陷的高耐受性, 因此可以通过抑制非辐射复合路径作为 BIC 激光器的有效增益材料。 来自中山大学的俞思远团队展示了通过将O波段 InAs/GaAs 外延QD增益材料与微型 BIC 腔相结合,实现具有低阈值和小模式体积的连续波BIC激光器。受益于 mini-BIC 腔和QD提供的光和载流子的三维限制,通过调整晶格常数和腔尺寸以使腔模式频率与异质结构带隙匹配来实现连续波单模操作。当共振波长恰好位于QD 材料增益光谱的峰值时,可实现低至12 μW(0.052 kW cm -2)的连续波激光阈值。还演示了腔尺寸小至 5 × 5 晶胞 (~2.5 × 2.5 μm2 ) 的单模微型 BIC 激光器,其模式体积低至 1.16(λ/n) 。 这种微型BIC QD激光器占地面积小、功耗低,有助于在 PIC 芯片上开发高密度集成光源。

Light: Science & Applications (2023)12:100.



报告人:付朋


X射线的消色差聚焦


X射线具有穿透性强、无损检测和分辨率高等优势,广泛地应用于材料检测和生物成像等领域中。然而,高能量的射线在物质中传输的折射率低,低能量下又容易产生强烈的吸收,这对于实现宽泛的X射线的高效调控带来了困难和挑战。瑞士保罗谢勒研究所的团队借助复消色差的设计方案,成功实现了6.5-13keV光子能量的消色差聚焦[1]。他们创建了一个复消色差透镜组,其中使用了菲涅耳波带板和具有调谐分离距离的发散复合折射透镜,分别利用曝光沉积和三维打印的方式进行了制备。在测试上,通过相干层叠成像(ptychography)和测试样品表征了成像能力,并探究了透镜组间距对成像效果的依赖关系。这项技术将在X射线成像和显微镜领域以及在基于加速器和实验室的X射线源中的科学应用中产生越来越重要的影响,尤其在短曝光时间和高信噪比的时间分辨应用中。

Sanli U.T., Rodgers G., Zdora M.C., Qi P., Garrevoet J., Falch K.V., Muller B., David C., Vila-Comamala J. Apochromatic X-ray focusing [J]. Light: Science & Applications, 2023, 12(1): 107.



报告人:郑睿瑄


版权所有 ©  2019- 2021 中国科学院物理研究所 纳米物理与纳米器件实验室 N10 课题组 电话:010 82648197