Svetlobno interaktivni nanostrukturi proizvajajo izjemen učinek podvojevanja frekvence

Učenje tujih jezikov z rumeno svetlobo (Junij 2019).

Anonim

S kombinacijo dveh zelo različnih svetlobno interakcijskih nanostrukturjev, raziskovalci A * STAR so pokazali presenetljivo močno povečanje učinka podvajanja frekvence.

Funkcionalna manipulacija in preobrazba svetlobe v optičnih vezjih je vznemirljivo področje raziskav, ki na neobičajne načine združuje fiziko svetlobe in snovi. Na vrhuncu te tehnologije raziskovalci raziskujejo nove strukturne kombinacije materialov, ki bi lahko povzročili potencialno uporabne funkcije, zlasti v sistemih na nanosu.

Joel Kwang Wei Yang, Zhaogang Dong in njihovi kolegi na Inštitutu za raziskave in inženiring materialov A * STAR so se ukvarjali z zelo natančnimi tehnikami vzorčenja tankih zlatih filmov z strukturo žlebov na nanosu, da bi povečali interakcijo med svetlobo in povzročili svetlobne resonančne učinke, znane kot plazmoniki.

"Iz prejšnjih študij smo ugotovili, da 10 nanometrskih utorov v zlatem filmu lahko podpira plazmonske načine s koncentriranjem svetlobe vzdolž žlebov", pojasnjuje Yang. "Nato smo ugotovili, da bi draping dvodimenzionalnega materiala na ta poseben substrat lahko naredil za zanimiv sistem zaradi omejevanja svetlobe v kvazi enodimenzionalnih trakovih."

V sodelovanju z raziskovalci iz Nacionalne univerze v Singapurju, Imperial College London in Univerzi za znanost in tehnologijo King Abdullah v Savdski Arabiji, sta Yang in Dong izdelala, analizirala in modelirala sistem, sestavljen iz nano-žlebljene zlate folije, kosmiči volframovega selenida (WSe2). Rezultat je bil izjemno 7.000-kratno množenje učinka, imenovanega druge harmonične generacije (SHG), s katerim dva fotona združita, da proizvedeta en foton z dvojno energijo (ali frekvenco).

"To delo je bilo res čudež nanofabriacije in občutljivega ravnanja z vzorci, " pravi Yang. "Imeli smo odlične sodelavce, ki so zagotovili lepe kosmate WSe2, in nadarjeni doktorat, ki je od takrat diplomiral, Wang Zhuo, je delal na najsodobnejših tehnikih prenosa, da bi te kosmiče prinesli na svoje nanotrende v pravo usmerjenost. "

Predvsem je vzorec preživel tako prenos na ločen prozorni substrat in veliko upogibnih ciklov brez degradacije v emisiji SHG, zaradi česar je lahko odporna in vsestranska platforma za nadaljnji razvoj.

"Zlati filmi so prilagodljivi in ​​dobro ohranjajo obliko, nanometalni žlebovi pa proizvajajo močne optične izboljšave, enoslojni WSe2 pa je učinkovit SHG-material, vendar je zaradi svoje atomske debeline le deloma šibak s svetlobo", pravi Dong. "Kombiniramo prednosti obeh materialov, da dosežemo fleksibilno, ultra kompaktno in učinkovito napravo za SHG, s potencialnimi aplikacijami za optično povečevanje frekvence v nanosnih napravah."

menu
menu