• 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>> 2024年04月组内文献阅读汇报



等离激元增强的二维材料光电晶体管神经网络


近年来基于存算一体的类脑计算模式得到广泛关注和研究,其目标即是以极少的器件、极低的功耗、极快的速度实现对信息的实时处理。相比于纯光或纯电网络,光电融合的神经网络同时具有多功能、速度快、低功耗和与传统信息媒介兼容等优点,因此被广泛采用和研究。浙江大学光电科学与工程学院李林军研究员团队,采用银纳米光栅局域表面等离激元与波导模式强耦合以及浮栅侧栅压调控相结合的方法,实现了超快速、低能耗、神经网络互联的光电晶体管阵列器件,并首次展示了集感知、预处理、智能计算于一体的高准确度彩色图像识别。

High performance artificial visual perception and recognition with a plasmon-enhanced 2D material neural network. Nat. Commun. 15,2471(2024).



报告人:白庆虎


钠辅助外延生长用于宽频带光探测的二维超薄Sb2Se3纳米片


多数报道的二维Sb2Se3材料都是通过液相法制备的,其流程复杂、耗时长,且毒性大,最后制备的成品一般形状无规则、结晶度差、横向尺寸小且厚度不可控,这严重限制了其在光电学领域的应用。为了突破其本征晶体结构的限制,电子科技大学和华中科技大学提出了通过钠辅助的化学气相沉积法制备二维超薄Sb2Se3薄片,基于其构建的光电探测器展现出良好的光电性能。根据实验结果和理论计算,添加的辅助介质NaCl对于诱导二维Sb2Se3晶体横向生长至关重要,钠离子使(010)晶面具有较低的结合能,从而导致其沿(010)晶面优先生长。这种钠辅助外延生长方法可为合成其他具有本征链状晶体结构的新型各向异性二维材料提供一种新途径。

Sodium‐Mediated Epitaxial Growth of 2D Ultrathin Sb 2 Se 3 Flakes for Broadband Photodetection. Adv Funct Materials 30, 1909849 (2020).



报告人:白庆虎


Exceptional points enhance sensing in an optical microcavity


高Q的光学微腔,能够在非常有限的体积内增强光-物质相互作用,可用于传感器应用,提高灵敏度。传统上(厄米系统),光学微腔附近的一个非常小的扰动会引起线宽的变化或共振的频移或分裂(与扰动的强度成正比)。这篇文章展示了另一种方案(非厄米系统),即微腔的灵敏度可以在奇异点(EPs)处得到增强。在实验中,使用两个纳米级散射体来调谐微腔,可以精确和可控的实现EPs。随后加入扰动,会导致频率分裂,并且频率分裂尺度为扰动强度的平方根,因此,对于足够小的扰动,比在传统的传感方案(DP)中观察到的分裂更大。利用奇异点增强灵敏度的实验演示为之后灵敏度的传感器铺平了道路。

Chen, W., Kaya Özdemir, Ş., Zhao, G., Wiersig, J., & Yang, L, Nature, 2017, 548.7666: 192-196.



报告人:常文瑶


Experimental Demonstration of the Non-Hermitian Radio Frequency Metasurface with Polarization-Dependent Unidirectional Reflectionless Propagation


在非厄米系统中,单向无反射是奇异点(EPs)的一大特征。这篇文章提出了一种在双频下具有单向无反射(UR)现象的与偏振相关“Z”形互补结构超表面。通过优化结构参数,观察了损耗辅助系统的EP产生。在EPs下,当入射光为x偏振或y偏振时,分别在8.86 GHz和14.97 GHz处实现理想的反向或正向无反射。相反,入射光的偏振状态对单向无反射现象有很大的影响,可实现可控的切换反射的方向和频率。此外,当入射光的偏振角(偏振方向与x正方向之间的夹角)为50°时,在两个特征频率下可以观察到双侧单向无反射。基于散射EP,非厄米超表面的研究对单向器件的发展提供了很大的帮助。

Gao F, Yuan P, Sun Z, et al, Advanced Photonics Research, 2022, 3(8): 2200019.



报告人:常文瑶


Multi-band reprogrammable phase-change metasurface spectral filters for on-chip spectrometers


大多数超表面无法同时拥有宽波长调谐范围和窄共振峰,从而限制了高精度传感或检测领域的进一步发展。本文提出了一种采用非易失性相变材料Ge2Sb2Te5的可编程活性超表面,并在片上光谱仪中展示了其优异的性能。本文提出的超表面支持磁性模式,在连续介质中具有Friedrich-Wintgen准束缚态,能够实现多共振近乎完美的吸收,多级调谐范围和红外窄带性能。同时,研究了不同结构参数下不同共振模态之间的耦合现象和内在关系。此外,利用主动超表面作为可调滤波器,成功地重建了各种类型的光谱信号,平均保真率超过0.99,仅使用单个纳米结构进行51次测量。当GST的结晶分数从0到20%变化时,在中心波长2.538µm处的光谱分辨率为0.5 nm。这项工作在现场物质检测和护理点(POC)测试中具有很大的潜力。

Qilin Zheng, Li Liang, Yunan Quan, et al. Opt. Express 32, 11548-11559 (2024).



报告人:韩卓轩


Electrical tuning of phase-change antennas and metasurfaces


相变材料可以在具有不同光学特性的非晶态和晶态之间高速转换。它们的高折射率已经被用来制作光学天线。本文采取了下一个重要的步骤,将金属加热器和相邻的GST纳米带共同优化成可电切换和强散射的等离子体天线。并且本文所展示的电开关相变天线和超表面,在可见光和近红外光谱范围提供强大的,可逆的,非易失性的,多相开关和光谱调谐的光散射。成功实施依赖于对天线元件电学,热学和光学的联合优化。这些天线元件包括一个银条,同时用作等离子体谐振器和微型加热台。此外,还演示了一个超表面,展示的超表面在755 nm处提供了四倍以上的反射率电调制。这项工作为创建动态超表面提供了机会,这些超表面能够进行可编程和有源波前操作。

Wang, Y.F., P. Landreman, D. Schoen, et al. Nature Nanotechnology, 2021. 16(6): p. 667.



报告人:韩卓轩


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