Optical Communication Band၊ အလွန်ပါးလွှာသော optical resonator
Optical resonators များသည် သတ်မှတ်ထားသော အာကာသအတွင်း အလင်းလှိုင်းများ၏ လှိုင်းအလျားများကို ဒေသအလိုက် ပြောင်းလဲနိုင်ပြီး အလင်းဓာတ် အပြန်အလှန် ဆက်သွယ်မှုတွင် အရေးကြီးသော အသုံးချမှုများ ရှိသည်။optical ဆက်သွယ်မှုအလင်းအာရုံခံခြင်း နှင့် optical ပေါင်းစပ်မှု။ resonator ၏အရွယ်အစားသည် အဓိကအားဖြင့် ပစ္စည်းဝိသေသလက္ခဏာများနှင့် လည်ပတ်နေသော လှိုင်းအလျားပေါ်တွင်မူတည်သည်၊ ဥပမာအားဖြင့်၊ အနီးနားရှိ အနီအောက်ရောင်ခြည်လှိုင်းအတွင်း လည်ပတ်နေသော ဆီလီကွန် resonators များသည် များသောအားဖြင့် nanometers ရာပေါင်းများစွာနှင့်အထက်ရှိသော optical structures များကို လိုအပ်ပါသည်။ မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း၊ အလွန်ပါးလွှာသော အလင်းအမှောင် အလင်းပြန်ကြားဖြတ်စက်များသည် ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံဆိုင်ရာ အရောင်၊ ဟိုလိုဂရပ်ဖစ်ပုံရိပ်၊ အလင်းကွင်းပြင်စည်းမျဉ်းနှင့် optoelectronic ကိရိယာများအတွက် အလားအလာရှိသော အသုံးချမှုများကြောင့် များစွာအာရုံစိုက်လာခဲ့သည်။ Planar resonator များ၏ အထူကို လျှော့ချနည်းသည် သုတေသီများ ရင်ဆိုင်နေရသော ခက်ခဲသော ပြဿနာများထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။
သမားရိုးကျ တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း ပစ္စည်းများနှင့် ကွဲပြားသည်၊ 3D topological insulator များသည် (ဥပမာ bismuth telluride၊ antimony telluride၊ bismuth selenide စသည်ဖြင့်) များသည် topologically protected metal surface states နှင့် insulator states များပါရှိသော အချက်အလက်အသစ်ပစ္စည်းများဖြစ်သည်။ မျက်နှာပြင်အခြေအနေအား အချိန်ပြောင်းပြန်လှန်ခြင်း၏ အချိုးညီညီဖြင့် ကာကွယ်ထားပြီး ၎င်း၏ အီလက်ထရွန်များကို သံလိုက်မဟုတ်သော အညစ်အကြေးများဖြင့် ပြန့်ကျဲစေကာ ပါဝါနည်းသော ကွမ်တမ် ကွန်ပျူတာနှင့် spintronic စက်များတွင် အရေးကြီးသော အသုံးချမှုအလားအလာများပါရှိသည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ topological insulator ပစ္စည်းများသည်လည်း မြင့်မားသောအလင်းယိုင်ညွှန်းကိန်း၊ ကြီးမားသောလိုင်းမဟုတ်သည့် အလင်းပြန်မှုဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများကို ပြသသည်။opticalcoefficient၊ ကျယ်ပြန့်သော အလုပ်လုပ်ရောင်စဉ်အကွာအဝေး၊ tunability၊ လွယ်ကူသောပေါင်းစပ်မှုစသည်ဖြင့်၊ အလင်းစည်းမျဉ်းစည်းကမ်းနှင့် အကောင်အထည်ဖော်မှုအတွက် ပလပ်ဖောင်းအသစ်ကို ပံ့ပိုးပေးသော၊optoelectronic ကိရိယာများ.
တရုတ်နိုင်ငံရှိ သုတေသနအဖွဲ့တစ်ဖွဲ့သည် ကြီးမားသောဧရိယာကြီးထွားလာနေသော bismuth telluride topological insulator nanofilms ကိုအသုံးပြုခြင်းဖြင့် အလွန်ပါးလွှာသော optical resonators များထုတ်လုပ်ခြင်းအတွက် နည်းလမ်းတစ်ခုကို အဆိုပြုခဲ့သည်။ optical cavity သည် infrared band အနီးတွင် သိသာထင်ရှားသော resonance စုပ်ယူမှုလက္ခဏာများကို ပြသသည်။ Bismuth telluride သည် optical communication band တွင် 6 ထက်ပို၍ မြင့်မားသော အလင်းယိုင်မှုအညွှန်း (silicon နှင့် germanium ကဲ့သို့သော အစဉ်အလာမြင့်မားသော အလင်းယိုင်မှုညွှန်းကိန်းများဖြစ်သော ဆီလီကွန်နှင့် ဂျာမနီယမ်) ထက် မြင့်မားသောကြောင့် optical cavity thickness သည် resonance ၏ နှစ်ဆယ်တစ်ပုံအထိ ရောက်ရှိနိုင်သည်။ လှိုင်းအလျား တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ optical resonator ကို တစ်ဖက်မြင်ပုံသဏ္ဍန်ပုံဆောင်ခဲတစ်ခုပေါ်တွင် ထားရှိပြီး Tamm plasmon နှင့် ၎င်း၏အပျက်သဘောဆောင်သောဝင်ရောက်စွက်ဖက်မှုများကြောင့်ဖြစ်သော optical ဆက်သွယ်မှုတီးဝိုင်းတွင် ဆန်းသစ်သောလျှပ်စစ်သံလိုက်ဖြင့်မြင်သာမြင်သာသောအကျိုးသက်ရောက်မှုကိုတွေ့ရှိရသည်။ . ဤအကျိုးသက်ရောက်မှု၏ရောင်စဉ်တန်းတုံ့ပြန်မှုသည် optical resonator ၏အထူပေါ်တွင်မူတည်ပြီးပတ်ဝန်းကျင်အလင်းယိုင်ညွှန်းကိန်း၏ပြောင်းလဲမှုအတွက်ကြံ့ခိုင်သည်။ ဤအလုပ်သည် ultrathin optical cavity၊ topological insulator material spectrum regulation နှင့် optoelectronic ကိရိယာများ အကောင်အထည်ဖော်ရန်အတွက် နည်းလမ်းသစ်တစ်ခု ဖွင့်လှစ်ပေးပါသည်။
ပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း။ 1a နှင့် 1b၊ optical resonator သည် အဓိကအားဖြင့် bismuth telluride topological insulator နှင့် silver nanofilms တို့ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည်။ magnetron sputtering ဖြင့်ပြုလုပ်ထားသော bismuth telluride nanofilms များသည် ကြီးမားသောဧရိယာနှင့် ချောမွေ့ကောင်းမွန်သည်။ bismuth telluride နှင့် silver film များ၏ အထူသည် 42 nm နှင့် 30 nm အသီးသီးရှိသောအခါ၊ optical cavity သည် 1100 ~ 1800 nm (ပုံ 1c) တီးဝိုင်းတွင် ပြင်းထန်သောပဲ့တင်ရိုက်ခတ်မှုစုပ်ယူမှုကို ပြသသည်။ သုတေသီများသည် ဤ optical cavity ကို Ta2O5 (182 nm) နှင့် SiO2 (260 nm) အလွှာများ (ပုံ 1e) ၏ အလှည့်အပြောင်းဖြင့် ပြုလုပ်ထားသည့် ပုံသဏ္ဍန်ပုံဆောင်ခဲတစ်ခုသို့ ပေါင်းစည်းလိုက်သောအခါတွင် မူလ ပဲ့တင်ထပ်သော စုပ်ယူမှု အထွတ်အထိပ် (~ 1550 nm) သည် အက်တမ်စနစ်မှ ထုတ်လုပ်သော လျှပ်စစ်သံလိုက်ဖြင့် လှုံ့ဆော်ပေးသော ပွင့်လင်းမြင်သာသည့်အကျိုးသက်ရောက်မှုနှင့် ဆင်တူသည်။
bismuth telluride ပစ္စည်းအား ထုတ်လွှတ်သော အီလက်ထရွန် အဏုစကုပ်နှင့် ellipsometry တို့ဖြင့် သွင်ပြင်လက္ခဏာရှိသည်။ သဖန်းသီး။ 2a-2c သည် ထုတ်လွှင့်မှု အီလက်ထရွန် မိုက်ခရိုဂရပ် (ပုံများ) နှင့် bismuth telluride nanofilms များ၏ ရွေးချယ်ထားသော အီလက်ထရွန် ကွဲလွဲမှုပုံစံများကို ပြသသည်။ ပြင်ဆင်ထားသော bismuth telluride nanofilms များသည် polycrystalline ပစ္စည်းများဖြစ်ကြပြီး အဓိကကြီးထွားမှုလမ်းကြောင်းမှာ (015) crystal plane ဖြစ်သည်။ ပုံ 2d-2f သည် ellipsometer ဖြင့်တိုင်းတာသော bismuth telluride ၏ရှုပ်ထွေးသောအလင်းယိုင်ညွှန်းကိန်းနှင့် တပ်ဆင်ထားသောမျက်နှာပြင်အခြေအနေနှင့် ရှုပ်ထွေးသောအလင်းယိုင်အညွှန်းကိန်းတို့ကိုပြသသည်။ ရလဒ်များအရ မျက်နှာပြင်အခြေအနေ၏ မျိုးသုဉ်းခြင်းကိန်းဂဏန်းသည် 230 ~ 1930 nm အကွာအဝေးရှိ အလင်းယိုင်ညွှန်းကိန်းထက် ပိုများပြီး သတ္တုနှင့်တူသော ဝိသေသလက္ခဏာများကို ပြသသည်။ လှိုင်းအလျား 1385 nm ထက်များသောအခါတွင် ခန္ဓာကိုယ်၏အလင်းယိုင်ညွှန်းကိန်းသည် 6 ထက် ပိုနေသည်၊ ၎င်းသည် ဤတီးဝိုင်းရှိ ဆီလီကွန်၊ ဂျာမနီယမ်နှင့် အခြားသော ရိုးရာအလင်းယိုင်မှုမြင့်မားသော အညွှန်းကိန်းပစ္စည်းများထက် များစွာမြင့်မားသည်၊၊ -ပါးလွှာသော optical resonators ။ သုတေသီများသည် optical communication band တွင် ဆယ်ဂဏန်းမျှသာရှိသော nanometers အထူရှိသော topological insulator planar optical cavity ကို ပထမဆုံးအစီရင်ခံတင်ပြခြင်းဖြစ်သည် ဟု သုတေသီများက ထောက်ပြသည်။ နောက်ပိုင်းတွင်၊ အလွန်ပါးလွှာသော optical cavity ၏ စုပ်ယူမှု spectrum နှင့် resonance wavelength ကို bismuth telluride ၏ အထူဖြင့် တိုင်းတာခဲ့သည်။ နောက်ဆုံးတွင်၊ bismuth telluride nanocavity/photonic crystal structures ရှိ လျှပ်စစ်သံလိုက်ဖြင့် လှုံ့ဆော်ပေးသော ပွင့်လင်းမြင်သာမှု spectra အပေါ် ငွေဖလင်အထူ၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုကို စုံစမ်းစစ်ဆေးသည်
Bismuth telluride topological insulators များ၏ ကြီးမားသော ပါးလွှာသော ရုပ်ရှင်များကို ပြင်ဆင်ပြီး အနီအောက်ရောင်ခြည် တီးဝိုင်းအနီးရှိ Bismuth telluride ပစ္စည်းများ၏ အလွန်မြင့်မားသော အလင်းယိုင်မှု အညွှန်းကိန်း၏ အခွင့်ကောင်းကို ရယူခြင်းဖြင့်၊ ဆယ်ဂဏန်းမျှသာ အထူရှိသော နူမီတာမျှသာရှိသော အလင်းပေါက်ကို ရရှိမည်ဖြစ်သည်။ အလွန်ပါးလွှာသော optical cavity သည် အနီးရှိ အနီအောက်ရောင်ခြည် လှိုင်းအတွင်း ပဲ့တင်ထပ်သော အလင်းစုပ်ယူမှုကို ထိရောက်စွာ သိရှိနိုင်ပြီး၊ optical communication band ရှိ optoelectronic ကိရိယာများ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအတွက် အရေးကြီးသော အသုံးချတန်ဖိုးများ ပါဝင်သည်။ bismuth telluride optical cavity ၏ အထူသည် resonant wavelength နှင့် linear ဖြစ်ပြီး ဆင်တူ ဆီလီကွန် နှင့် germanium optical cavity ထက် သေးငယ်ပါသည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ သေးငယ်သောဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံ၏ spectrum စည်းမျဉ်းအတွက် နည်းလမ်းအသစ်ကို ပံ့ပိုးပေးသည့် အက်တမ်စနစ်၏ လျှပ်စစ်သံလိုက်ဖြင့် ဖောက်ထွင်းမြင်နိုင်မှုနှင့် ဆင်တူသည့် ကွဲလွဲသောအလင်းအကျိုးသက်ရောက်မှုရရှိရန် bismuth telluride optical cavity ကို photonic crystal နှင့် ပေါင်းစပ်ထားသည်။ ဤလေ့လာမှုသည် အလင်းထိန်းညှိခြင်းနှင့် အလင်းပြန်ခြင်းဆိုင်ရာ ကိရိယာများတွင် topological insulator ပစ္စည်းများ သုတေသနကို မြှင့်တင်ရာတွင် အချို့သောအခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်ပါသည်။
စာတိုက်အချိန်- စက်တင်ဘာ-၃၀-၂၀၂၄