אָפּטישע קאָמוניקאַציע באַנד, אולטראַ-דין אָפּטיש רעזאָנאַטאָר

אָפּטישע קאָמוניקאַציע באַנד, אולטראַ-דין אָפּטיש רעזאָנאַטאָר
אָפּטישע רעזאָנאַטאָרן קענען לאָקאַליזירן ספּעציפֿישע כוואַליע-לענג פון ליכט-כוואַליעס אין אַ באַגרענעצטן אָרט, און האָבן וויכטיקע אַפּליקאַציעס אין ליכט-מאַטעריע ינטעראַקציע,אָפּטישע קאָמוניקאַציע, אָפּטישע סענסינג, און אָפּטישע אינטעגראַציע. די גרייס פון דעם רעזאָנאַטאָר איז דער הויפּט אָפּהענגיק פון די מאַטעריאַל כאַראַקטעריסטיקס און די אַפּערייטינג כוואַליע לענג, למשל, סיליקאָן רעזאָנאַטאָרס וואָס אַרבעטן אין דער נאָענטער אינפראַרעד באַנד דאַרפן געוויינטלעך אָפּטישע סטרוקטורן פון הונדערטער נאַנאָמעטער און העכער. אין די לעצטע יאָרן, האָבן אולטראַ-דין פּלאַנאַר אָפּטישע רעזאָנאַטאָרס געצויגן פיל ופֿמערקזאַמקייט צוליב זייערע פּאָטענציעלע אַפּליקאַציעס אין סטרוקטורעל קאָליר, האָלאָגראַפֿיש בילדגעבונג, ליכט פעלד רעגולאַציע און אָפּטאָעלעקטראָנישע דעוויסעס. ווי צו רעדוצירן די גרעב פון פּלאַנאַר רעזאָנאַטאָרס איז איינע פון ​​די שווערע פּראָבלעמען מיט וואָס די פֿאָרשער שטויסן זיך אָן.
אנדערש פון טראדיציאנעלע האלב-קאנדוקטאר מאטעריאלן, 3D טאפאלאגישע איזאלאטארן (ווי ביסמוט טעלוריד, אנטימאני טעלוריד, ביסמוט סעלעניד, א.א.וו.) זענען נייע אינפארמאציע מאטעריאלן מיט טאפאלאגיש באשיצטע מעטאל אויבערפלאך שטאנדן און איזאלאטאר שטאנדן. דער אויבערפלאך שטאנד איז באשיצט דורך די סימעטריע פון ​​צייט אינווערסיע, און זיינע עלעקטראנען ווערן נישט צעשפרייט דורך נישט-מאגנעטישע אומריינקייטן, וואס האט וויכטיגע אנווענדונג אויסזיכטן אין נידריג-מאכט קוואנטום קאמפיוטינג און ספינטראנישע דעווייסעס. אין דער זעלבער צייט, ווייזן טאפאלאגישע איזאלאטאר מאטעריאלן אויך אויסגעצייכנטע אפטישע אייגנשאפטן, ווי הויך רעפראקטיווע אינדעקס, גרויסע נישט-לינעארע...אָפּטישקאָעפיציענט, ברייט אַרבעט ספּעקטרום קייט, טונאַביליטי, גרינג ינטאַגריישאַן, עטק., וואָס גיט אַ נייַע פּלאַטפאָרמע פֿאַר די רעאַליזאַציע פון ​​ליכט רעגולאַציע אוןאָפּטאָעלעקטראָניק דעוויסעס.
א פארשונגס-גרופע אין כינע האט פארגעשלאגן א מעטאד פארן פאבריצירן אולטרא-דינע אפטישע רעזאנאטארן דורך ניצן גרויס-וואקסנדיקע ביסמוט טעללוריד טאפאלאגישע איזאלאטאר נאנאפילמען. די אפטישע קאוויטי ווייזט קלארע רעזאנאנץ אבסארפציע אייגנשאפטן אין נאנט-אינפרארעד באנד. ביסמוט טעללוריד האט א זייער הויכן רעפראקטיווען אינדעקס פון מער ווי 6 אין דער אפטישער קאמוניקאציע באנד (העכער ווי דער רעפראקטיווען אינדעקס פון טראדיציאנעלע הויך-רעפראקטיווען אינדעקס מאטעריאלן ווי סיליקאן און דזשערמאניום), אזוי אז די אפטישע קאוויטי גרעב קען דערגרייכן איין-צוואַנציקסטל פון דער רעזאנאנץ וועלענלענג. אין דער זעלבער צייט, ווערט דער אפטישער רעזאנאטאר דעפאזיטירט אויף אן איין-דימענסיאנעלן פאטאניקן קריסטאל, און א נייער עלעקטראמאגנעטישע אינדוצירטער טראנספארענץ עפעקט ווערט באמערקט אין דער אפטישער קאמוניקאציע באנד, וואס איז צוליב דער פארבינדונג פון דעם רעזאנאטאר מיטן טאמם פלאזמאן און זיין דעסטרוקטיווע אריינמישונג. די ספעקטראלע רעאקציע פון ​​דעם עפעקט דעפענדירט אויף דער גרעב פון דעם אפטישן רעזאנאטאר און איז שטארק קעגן דער ענדערונג פון דעם אמביענטן רעפראקטיווען אינדעקס. די ארבעט עפנט א נייעם וועג פאר דער רעאליזאציע פון ​​אולטרא-דינע אפטישע קאוויטי, טאפאלאגישע איזאלאטאר מאטעריאל ספעקטרום רעגולאציע און אפטאלעקטראנישע דעווייסעס.
ווי געוויזן אין פיגור 1א און 1ב, איז דער אפטישער רעזאנאַטאָר מערסטנס צוזאמענגעשטעלט פון א ביסמוט טעללוריד טאָפּאָלאָגישן איזאָלאַטאָר און זילבערנע נאַנאָפילמען. די ביסמוט טעללוריד נאַנאָפילמען צוגעגרייט דורך מאַגנעטראָן ספּאַטערינג האָבן אַ גרויסע שטח און גוטע פלאַכקייט. ווען די גרעב פון די ביסמוט טעללוריד און זילבערנע פילמען איז 42 נאַנאָמעטער און 30 נאַנאָמעטער, ריספּעקטיוולי, ווייזט די אפּטישע קאַוואַטי אַ שטאַרקע רעזאָנאַנס אַבזאָרפּציע אין דער באַנד פון 1100~1800 נאַנאָמעטער (פיגור 1ג). ווען די פאָרשער האָבן אינטעגרירט די אפּטישע קאַוואַטי אויף אַ פאָטאָנישן קריסטאַל געמאַכט פון אָלטערנירנדיקע סטאַקס פון Ta2O5 (182 נאַנאָמעטער) און SiO2 (260 נאַנאָמעטער) לייַערס (פיגור 1ע), איז אַ באַזונדער אַבזאָרפּציע טאָל (פיגור 1ו) ארויסגעקומען לעבן דעם אָריגינעלן רעזאָנאַנט אַבזאָרפּציע שפּיץ (~1550 נאַנאָמעטער), וואָס איז ענלעך צו דעם עלעקטראָמאַגנעטישן ינדוסט טראַנספּאַרענץ ווירקונג פּראָדוצירט דורך אַטאָמישע סיסטעמען.

דער ביסמוט טעלוריד מאַטעריאַל איז געוואָרן כאַראַקטעריזירט דורך טראַנסמיסיע עלעקטראָן מיקראָסקאָפּיע און עליפּסאָמעטריע. פיגור 2a-2c ווייזט טראַנסמיסיע עלעקטראָן מיקראָגראַפס (הויך-רעזאָלוציע בילדער) און אויסגעקליבענע עלעקטראָן דיפראַקציע פּאַטערנז פון ביסמוט טעלוריד נאַנאָפילמס. מען קען זען פון דער פיגור אַז די צוגעגרייטע ביסמוט טעלוריד נאַנאָפילמס זענען פּאָליקריסטאַלין מאַטעריאַלן, און די הויפּט וווּקס אָריענטירונג איז (015) קריסטאַל פלאַך. פיגור 2d-2f ווייזט דעם קאָמפּלעקס רעפראַקטיוו אינדעקס פון ביסמוט טעלוריד געמאָסטן דורך עליפּסאָמעטער און דעם פּאַסיקן ייבערפלאַך צושטאַנד און צושטאַנד קאָמפּלעקס רעפראַקטיוו אינדעקס. די רעזולטאַטן ווייַזן אַז דער עקסטינשאַן קאָואַפישאַנט פון דער ייבערפלאַך צושטאַנד איז גרעסער ווי דער רעפראַקטיוו אינדעקס אין דעם קייט פון 230~1930 נם, וואָס ווייזט מעטאַל-ווי קעראַקטעריסטיקס. דער רעפראַקטיוו אינדעקס פון דעם גוף איז מער ווי 6 ווען די כוואַליע לענג איז גרעסער ווי 1385 נם, וואָס איז פיל העכער ווי דאָס פון סיליקאָן, דזשערמאַניום און אַנדערע טראַדיציאָנעלע הויך-רעפראַקטיוו אינדעקס מאַטעריאַלן אין דעם באַנד, וואָס לייגט אַ יסוד פֿאַר דער צוגרייטונג פון אַלטראַ-דין אָפּטישע רעזאָנאַטאָרן. די פֿאָרשער ווײַזן אָן אַז דאָס איז די ערשטע באַריכטעטע רעאַליזאַציע פֿון אַ טאָפּאָלאָגישער איזאָלאַטאָר פּלאַנאַרער אָפּטישער קאַוואַטי מיט אַ גרעב פֿון בלויז צענדליקער נאַנאָמעטער אין דער אָפּטישער קאָמוניקאַציע באַנד. דערנאָך, איז דער אַבזאָרפּציע ספּעקטרום און רעזאָנאַנץ כוואַליע לענג פֿון דער אולטראַ-דינער אָפּטישער קאַוואַטי געמאָסטן געוואָרן מיט דער גרעב פֿון ביסמוט טעלוריד. צום סוף, ווערט דער עפֿעקט פֿון זילבער פֿילם גרעב אויף עלעקטראָמאַגנעטישע אינדוצירטע טראַנספּאַרענץ ספּעקטראַ אין ביסמוט טעלוריד נאַנאָקאַוויטי/פֿאָטאָנישע קריסטאַל סטרוקטורן אויסגעפֿאָרשט.

דורך צוגרייטן גרויסע שטח פלאַכע דינע פילמען פון ביסמוט טעללוריד טאָפּאָלאָגישע איזאָלאַטאָרן, און אויסנוצן דעם אולטראַ-הויך רעפראַקטיוו אינדעקס פון ביסמוט טעללוריד מאַטעריאַלן אין דער נאָענטער אינפראַרעד באַנד, ווערט באַקומען אַ פּלאַנאַרע אָפּטישע קאַוואַטי מיט אַ גרעב פון בלויז צענדליקער נאַנאָמעטער. די אולטראַ-דינע אָפּטישע קאַוואַטי קען דערגרייכן עפעקטיווע רעזאָנאַנט ליכט אַבזאָרפּציע אין דער נאָענטער אינפראַרעד באַנד, און האט וויכטיקע אַפּליקאַציע ווערט אין דער אַנטוויקלונג פון אָפּטאָעלעקטראָניק דעוויסעס אין דער אָפּטישער קאָמוניקאַציע באַנד. די גרעב פון דער ביסמוט טעללוריד אָפּטישער קאַוואַטי איז לינעאַר צו דער רעזאָנאַנט כוואַליע, און איז קלענער ווי די פון ענלעכע סיליקאָן און דזשערמאַניאַם אָפּטישע קאַוואַטי. אין דער זעלביקער צייט, איז ביסמוט טעללוריד אָפּטישע קאַוואַטי אינטעגרירט מיט פאָטאָניק קריסטאַל צו דערגרייכן דעם אַנאָמאַלאַס אָפּטישן ווירקונג ענלעך צו דער עלעקטראָמאַגנעטישע ינדוסט טראַנספּעראַנס פון אַטאָמישער סיסטעם, וואָס גיט אַ נייע מעטאָדע פֿאַר דער ספּעקטרום רעגולאַציע פון ​​מיקראָסטרוקטור. די שטודיע שפּילט אַ געוויסע ראָלע אין העכערן די פאָרשונג פון טאָפּאָלאָגישע איזאָלאַטאָר מאַטעריאַלן אין ליכט רעגולאַציע און אָפּטישע פאַנגקשאַנאַל דעוויסעס.