科學家研制出世界最小半導(dǎo)體激光發(fā)射器
德克薩斯州立大學的物理學家與中國的同行合作,研制出了世界上最小的半導(dǎo)體激光發(fā)射器!禨cience》雜志上將發(fā)表他們的研究成果。
研究者們介紹,要研制更快、更小、更節(jié)能的光子發(fā)射器,最關(guān)鍵的是要實現(xiàn)半導(dǎo)體激光器的微型化。這項技術(shù)可應(yīng)用于超級計算機芯片、高敏感度生物傳感器、疾病的治療與研究以及下一代通信技術(shù)的研發(fā)等多個領(lǐng)域。 ![]() 插圖中顯示的即為超低閾值納米發(fā)射器的結(jié)構(gòu)。獨立的納米棒放置在約28nm厚的薄銀層上。5 nm厚、夾在納米棒和銀膜之間的二氧化硅絕緣層可產(chǎn)生共振電磁場。 ![]() 物理系研究生Charlotte Sanders參與了世界最小納米激光發(fā)射器的研發(fā)工作。她身邊的分子束外延機正是由她自己設(shè)計、并在Jisun Kim博士的協(xié)助下建造而成。這臺機器用于制造發(fā)射器中最為關(guān)鍵的銀薄層。 普通的光電子器件利用納米發(fā)射器產(chǎn)生光信號來傳遞信息,它們已具備替代傳統(tǒng)電子電路的潛力。但是,光電子器件的尺寸和性能卻受到了“三維光學衍射極限”的限制。 不過,德克薩斯州立大學物理系Chih-Kang “Ken” Shih教授帶領(lǐng)他的團隊實現(xiàn)了突破。 “我們研發(fā)出了能在低于三維衍射極限下良好運轉(zhuǎn)的納米激光發(fā)射器” 他說,“我們相信這項成果會給納米科技帶來巨大影響!弊罱l(fā)表的文章中,Shih教授和同事們首次報道了低于三維衍射極限的連續(xù)波。發(fā)射時,納米激光器會發(fā)出綠色的光,極細的激光已經(jīng)達到肉眼難辨的水平。 這種新型元件是由摻雜了氮化銦鎵的氮化鎵異質(zhì)納米棒制成。此兩種合金通常應(yīng)用于LED燈中。在發(fā)射器內(nèi)部,納米棒放置在薄的絕緣硅層上,而硅層的另一面是一層原子級光滑的銀。 Shih教授的實驗室耗費了15年來完善這種材料!肮饣皆蛹墑e”是保證發(fā)射光不分散、等離子體激元不逃逸的關(guān)鍵。所謂等離子體激元是指可承載大量信息的電子波。“原子級光滑的激元結(jié)構(gòu)是減少數(shù)據(jù)遺失的功臣!盨hih教授這樣說。 納米激光發(fā)射器的面世無疑將推動芯片通信的發(fā)展。在芯片通信中,所有的信息都包含在芯片上。采用新型發(fā)射器后,電子元件的產(chǎn)熱問題可以杜絕。另外,還可避免芯片間傳遞信息時數(shù)據(jù)的丟失。 臺灣清華大學的郭尚志(音譯)教授指出:“電子和光子大小不匹配曾是實現(xiàn)芯片計算和光電通信的巨大障礙!惫淌谠荢hih教授的博士生。另外德克薩斯州立大學物理系的Gennady Shvets教授、臺灣清華大學的陳力俊(音譯)教授也參與到此項研究中。 |
最新評論
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tassy 2012-08-17 09:37好小啊。
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wql7777 2012-08-17 10:02學習學習!
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liu.wade 2012-08-17 10:47好小啊
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為光 2012-08-17 11:00每天都長知識
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qazber 2012-08-17 11:47科技創(chuàng)新無處不在
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jiny 2012-08-17 11:59臺灣清華大學?
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bairuizheng 2012-08-17 12:15納米技術(shù)的又一體現(xiàn)。
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李錦艷 2012-08-17 12:24學習最新信息!
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huxingong 2012-08-17 13:01清華在臺灣搞了分校
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lxd4520 2012-08-17 13:38嗯,了解了解!