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清华电子系宁存政课题组在硅基纳米激光器和光

作者:南京恒德电气设备有限公司时间:2017-10-21 12:46:19 浏览:191次

清华新闻网7月20日电 纳米标准上的激光器和光扩大器是未来芯片上光电集成的中心器材,hga018.com对未来超级计算机和“片上数据中心”等信息科学技能至关重要。如能将这些纳米级器材做在硅基衬底上,将引领片上光互连的革命性展开,因而成为近几十年来世界学术界和科技产业界一起重视的焦点之一。

清华大学电子系“千人方案”专家宁存政教授长时间研讨半导体发光物理、纳米光子学、器材极点微型化制造及表征,曾在世界上初次制成标准小于半波长的电注入纳米激光器,并初次完成了电注入金属腔纳米激光器的室温接连模工作,是纳米激光技能范畴的开拓型领军人物。宁存政教授课题组一向致力于微纳光电子资料器材的物理及使用研讨,不断打破激光器和光扩大器标准小型化极限,为光电集成及其在未来计算机芯片上的使用进行前沿探究。十多年来,课题组专心开发纳米激光器和具有高光学增益的光扩大器新资料,最近一起在这两方面获得严重打破,并于7月17日同日在《天然》杂志的两个子刊《天然·光子学》(Nature Photonics)和《天然·纳米技能》(Nature Nanotechnology)上宣布了最新的试验成果。

助理研讨员李永卓等人在《天然·纳米技能》上宣布的“根据单层二碲化钼和硅纳米臂腔的室温接连模纳米激光”(Room-temperature continuous-wave lasing from monolayer molybdenum ditelluride integrated with a silicon nanobeam cavity),初次报导了室温下接连模工作的根据二维资料的纳米激光器。这种只要单层分子厚度的二维半导体资料遭到多个范畴的高度重视,二维资料凭仗其共同的激子发光机制为纳米激光供给了最薄的光学增益资料。两年前,美国科学家在可见光波段完成了低温下工作的激光激射,但室温工作一向没有完成。

宁存政教授领导的课题组结合多年来展开的纳米激光研讨经历,使用厚度只要0.7纳米的单层二碲化钼作为增益资料,以一个宽度仅300多纳米、厚度200多纳米的硅纳米臂腔作为激光器谐振腔。课题组发现,在上述二维资猜中,电子和空穴的结合能十分高,可构成安稳的激子态,具有较高的发光功率。硅基纳米臂腔具有超高的光学质量因子,而二碲化钼的激子辐射波长在硅资料内几乎没有吸收。因而,二维资料和硅基纳米臂腔的“强-强”结合,是将激光器工作温度提升到室温的重要原因。

此研讨需求制造标准精准的纳米悬臂结构,并在悬臂上刻蚀出巨细不同的一维圆孔阵列,一起将只要单层的二维资料精准地转移到纳米悬臂结构上,这对纳米加工和纳米操作技能提出了巨大应战。宁存政教授带领青年教师李永卓等人霸占了一系列困难,总算在世界上初次完成了二维资料纳米激光的室温工作。

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