《電激發表面等離激元》是依託北京大學，由冉廣照擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：電激發表面等離激元
- 依託單位：北京大學
- 項目負責人：冉廣照
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
突破衍射極限的深亞波長尺寸的表面等離(極化)激元(SPP)雷射可作為下一代矽基光互連、片上系統(System-On-Chip)、單分子探測等系統中的光源。目前光激發的SPP 雷射已有重大突破，而更實用的電激發SPP的研究熱點正在形成。.本項目擬在以前成果的基礎上，首先理論研究發光體（emitters,如，有機分子，半導體量子點和二維量子阱）與金屬界面（納結構）之間的相互作用規律，研算電激發SPP自發發射的理論極限效率和SPP受激發射的閾值條件；然後在實驗上製作若干種有效的SPP 自發發射和受激發射結構, 提高電激發SPP的自發發射效率，實現電激發SPP的受激發射。.項目以光與物質相互作用為核心，涉及凝聚態物理，光學,微納製備等交叉領域的前沿，具有深刻的物理內涵和多學科的套用價值。
結題摘要
突破衍射極限的深亞波長尺寸的表面等離(極化)激元(SPP)雷射可作為下一代矽基光互連、片上系統(System-On-Chip)、單分子探測等系統中的光源。可更實用的電激發SPP光源正在廣泛地研究之中。項目首先理論研究發光體（emitters,如，有機分子，半導體量子點和二維量子阱）與金屬界面（納結構）之間的相互作用規律，研算電激發SPP自發發射的理論極限效率和SPP受激發射的閾值條件；通過計算,建議了一種低損耗的混合等離激元晶體，其中，四方排列的空氣孔陣列位於半導體有源層中。腔模的諧振波長隨空氣孔的半徑和深度變化。當空氣孔的半徑或深度減小時，布拉格模式和局域等離激元模式會逐漸耦合到一起，形成晶格等離激元模式（lattice plasmon）。由於具有較高的品質因子，室溫下混合模式的最優閾值增益約為2900 cm-1，當溫度降為80 K時，閾值增益降為約400 cm-1。據此製作一個等離激元雷射器是可行的。在實驗上製作了基於金屬與半導體量子阱耦合的肖特基SPP 自發發射結構。 其他受激發射結構仍在研製之中,已取得明顯進展，有望突破電激發SPP的受激發射。項目以光與物質相互作用為核心，涉及凝聚態物理，光學,微納製備等交叉領域的前沿，具有深刻的物理內涵和多學科的套用價值。
