光子晶體微腔在探測器和QED上的套用研究

《光子晶體微腔在探測器和QED上的套用研究》是依託中山大學，由金崇君擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：光子晶體微腔在探測器和QED上的套用研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：金崇君
• 依託單位：中山大學

中文摘要

光子晶體微腔具有許多優點，比如超高Q值和超小模體積，這使光子晶體微腔在量子信息和感測器上有重要的套用，尤其是在量子點和微腔的強相互作用方面具有重要的套用；本申請項目研究高Q 值矽基平板光子晶體微腔和量子點的強相互作用。研究高Q值矽基平板光子晶體非對稱微腔的設計方法、探索將量子點添加入矽基平板光子晶體微腔中心的方法等實驗工藝及測量方法，探測量子點和矽基平板光子晶體微腔在強相互作用下的Rabi劈裂等量子現象，以及這種相互作用的物理機制，分析這種現象和GaAs基光子晶體微腔下的量子點和微腔的強相互作用的異同；研究去掉一行內n(n大於等於5)個微孔的矽基平板光子晶體微腔的特徵，以及這種微腔在折射率感測器上的套用。本項目的研究對矽基光子晶體微腔在量子信息處理和感測器上的套用具有推動作用，將促進光子晶體微腔在基礎物理和工程科技上的套用。

結題摘要

在這個項目中我們研究了金屬性光子晶體以及電介質光子晶體微腔對量子點的發光特性以及量子效應的影響，同時也研究了金屬性光子晶體和介質光子晶體在折射率感測器和集成光子元件上的套用。尤其是我們提出了一種雙層金屬光子晶體結構，對於二維的雙層金屬結構，我們稱之為金蘑菇陣列。實驗和理論研究發現這種結構具有對金屬表層折射率變化敏感的特性，這是由於局域電漿共振和光柵的Wood's anomaly 相互耦合引起的，使折射率感測器的品質因子比傳統的結構提高5倍以上，並套用到生物蛋白質的檢測上；同時我們發現這種結構的一維雙層光柵可以用於將自由空間的入射光定向地耦合到表面等離激元。進一步我們實驗演示了具有納米溝道的Ln型光子晶體微腔在氣體感測器上的套用。我們也研究了量子點在由金橢圓盤陣列構成的光子晶體上的發光特性,發現局域表面電漿共振對量子點發光增強具有偏振選擇特性以及壽命的偏振無關特性。最後我們合成了發光在紅外區的HgTe/CdS/ZnS多殼層量子點，為繼續研究量子點和微納結構的相互作用奠定了基礎。總共發表SCI論文14篇，國核心心刊物一篇，獲授權專利一項。發表的論文中其中科學院一區論文7篇，在Nature Communications、Nano Letters、Advanced functional materials刊物上各發表了一篇論文，其中單篇論文SCI最高引用次數超過100次。