Сообщая сегодня в журнале Optical Society’s (OSA) Optica, оптические и материаловеды из Университета Рочестера и Швейцарской высшей технической школы Цюриха описывают схему базовой модели, состоящую из серебряного нанопровода и пластинка единственного слоя molybendum дисульфида (MoS2).Используя лазер, чтобы взволновать электромагнитные волны, названные плазмонами в поверхности провода, исследователи нашли, что пластинка MoS2 в дальнем конце провода произвела эмиссию яркого света.
Входя в другое направление, поскольку взволнованные электроны расслабились, они были собраны проводом и преобразовали назад в плазмоны, которые излучали свет той же самой длины волны.«Мы нашли, что там объявлен наноразмерным взаимодействием легкого вопроса между плазмонами и атомарно тонким материалом, который может эксплуатироваться для нанофотонных интегральных схем», сказал Ник Вэмивэкас, доцент квантовой оптики и квантовой физики в Университете Рочестера и ведущем авторе бумаги.
Как правило, приблизительно одна треть остающейся энергии была бы потеряна для каждых нескольких микронов (миллионные части метра), плазмоны поехали вдоль провода, объяснил Кеннет Гудфеллоу, аспирант в Институте Рочестера Оптики и ведущий автор газеты Optica.«Было удивительно видеть, что достаточно энергии оставили после поездки туда и обратно», сказал Весельчак.
Фотонные устройства могут быть намного быстрее, чем электронные, но они более большие, потому что устройства, которые сосредотачивают свет, не могут быть миниатюризированы почти, а также электронные схемы, сказал Весельчак. Новые результаты открывают перспективу для руководства передачи света и поддержания интенсивности сигнала, в очень небольших размерах.
Начиная с открытия графена единственный слой углерода, который может быть извлечен из графита с клейкой лентой, ученые, быстро исследовал мир двумерных материалов. У этих материалов есть уникальные свойства, не замеченные в их оптовой форме.Как графен, MoS2 составлен из слоев, которые слабо соединены друг с другом, таким образом, они могут быть легко отделены.
Оптом MoS2, электроны и фотоны взаимодействуют, как они были бы в традиционных полупроводниках как арсенид кремния и галлия. Поскольку MoS2 уменьшен до более тонких и более тонких слоев, передача энергии между электронами и фотонами становится более эффективной.Ключ к желательным фотонным свойствам MoS2 находится в структуре его энергетической ширины запрещенной зоны.
Когда подсчет слоя материала уменьшается, это переходит от косвенного до прямой ширины запрещенной зоны, которая позволяет электронам легко перемещаться между энергетическими группами, выпуская фотоны. Графен неэффективен при световом излучении, потому что у этого нет ширины запрещенной зоны.Объединение электроники и фотоники на тех же самых интегральных схемах могло решительно улучшить работу и эффективность мобильной технологии.
Исследователи говорят, что следующий шаг должен продемонстрировать их примитивную схему со светодиодами.