美國光子設備研究有突破，利好風(fēng)淋室發(fā)展

據美國物理學(xué)家組織網(wǎng)5月31日報道，美國能源部下屬的勞倫斯伯克利實(shí)驗室的科學(xué)家演示了首個(gè)真正的納米尺度的波導，這種名為“混合等離激元”的準粒子可廣泛應用于新一代的光子集成電路和光子計算機中。相關(guān)論文發(fā)表在新一期《自然·通訊》雜志上。光子設備通常在潔凈室無(wú)塵車(chē)間中生產(chǎn)，因此對風(fēng)淋室發(fā)展帶來(lái)了利好。

　　與電子設備相比，光子設備的運行速度更快且靈敏度更高，因此科學(xué)家們一直期望用基于光或電磁波等波導制成的電路，取代目前用微處理芯片等組成的電子電路。為了滿(mǎn)足高數據帶寬和低能耗的要求，光子設備必須做到以縮減光子組件的大小來(lái)縮減制造以及傳輸和探測每個(gè)信息字節所必須的能耗。但光子設備在縮小后，光波之間會(huì )因緊密接觸產(chǎn)生衍射干擾，形成微弱的光-電相互作用，妨礙設備功能的發(fā)揮。

　　勞倫斯伯克利實(shí)驗室材料科學(xué)分部首席科學(xué)家張翔（音譯）領(lǐng)導的研究團隊發(fā)現，光波被擠壓后通過(guò)金屬/介質(zhì)納米結構的表面時(shí)，金屬納米結構的表面會(huì )產(chǎn)生帶電的等離子體，等離子體又可與光子相互作用，形成被稱(chēng)為表面等離子體激元（SPP）的準粒子，從而可將光子的波長(cháng)縮小到衍射極限以下，減少衍射干擾。但光信號在通過(guò)金屬/介質(zhì)表面的金屬那部分時(shí)，其強度卻會(huì )減弱。

　　為了解決光子信號損失的問(wèn)題，張翔團隊提出了混合等離子激元（HPP）的概念。而且得保證其生產(chǎn)車(chē)間的潔凈度，并在每個(gè)生產(chǎn)車(chē)間配上風(fēng)淋室，一個(gè)半導體（高介質(zhì)）帶被放置在一個(gè)金屬表面上，在其中插入一薄層氧化物（低介質(zhì)），這種新的金屬-氧化物-半導體設計會(huì )將入射光波的能量進(jìn)行重新分配，光波的很多能量不再集中于金屬內（此處光子的損失非常高），而被擠入低介質(zhì)氧化物中，在此處，光子的損失要少很多。

　　根據這個(gè)思路，張翔團隊制造出了將光子和等離子體混合在一起的HPP模式，新模型僅為50×60