湖南大学潘安练教授研究团队今年四次在国际顶尖期刊发表研究成果
在国家自然科学基金,科技部国家重大科学研究计划(973纳米专项)、湖南省自然科学杰出青年基金项目等课题资助的基础上,
众所周知,具有电流单向传输能力的特殊结构,比如二极管,逻辑门,是现代电子计算和信息革命的源动力。受此启发,近年来科技工作者已经成功实现热流和声能流的单向传输。考虑到光的单向传输在未来信息光子和光电子学器件中的重大科学意义和实用价值,近年来科技工作者正在努力实现与电二极管功能类似的光子学功能单元——光二极管。作为其中的一员,纳米线光二极管是未来高密度、超高速集成光子学系统中必不可少的关键元器件之一。然而,受制于光与物质相互作用的时空反演对称性,光的非对称传播一直未能在纳米线中实现。
在该工作中,研究人员首次在一维梯度半导体合金纳米线中实现了光的非对称传播,为进一步实现可集成的纳米信息光子学器件提供了新思路。研究表明,当光在纳米线中沿带隙增加的方向传输时,进行的是低损耗、高效率的无源波导过程。相反,当光在纳米线中沿带隙减小的方向传播时,进行的是伴随着自吸收和自发射的高损耗有源波导过程。这就使得光沿这种纳米线不同方向的传输效率大不相同,具有显著的非对称效应。与以往具有光非对称传播能力的结构和设计相比,这种纳米线非对称光波导具有结构简单、成本低廉、波长可调、阀值低、集成方便等优势。
据悉,这已经是
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