通信網(wǎng)banner.jpg)
相關(guān)專題：
研究人員首次將InAsSb量子點(diǎn)嵌入一個(gè)GaAs的三維光子晶體當(dāng)中。
一個(gè)由日本科學(xué)家組成的科研小組克服現(xiàn)有的制造問(wèn)題，制備出首個(gè)內(nèi)含量子阱的三維光子晶體，在關(guān)鍵的通信級(jí)波長(zhǎng)1.5µm處發(fā)射。光子晶體可以同時(shí)控制電子和光子，有益于量子通信應(yīng)用（Nature Photonics）。來(lái)自東京大學(xué)的研究人員Kanna Aoki表示，通過(guò)結(jié)合三維光子晶體點(diǎn)缺陷微腔及其電子配對(duì)——量子點(diǎn)，他們可以同時(shí)控制電子和光子。這套系統(tǒng)具有很好的限制光束流動(dòng)，這對(duì)現(xiàn)今幾乎所與的光學(xué)器件都有利，同時(shí)還是朝向觸發(fā)式單光子源和其他量子密碼設(shè)備邁進(jìn)了一步。
一個(gè)完整的有源三維光子晶體的掃描電子顯微鏡圖片。
到現(xiàn)在為止，三維光子晶體的制備包括重復(fù)采用晶體生長(zhǎng)、干法刻蝕和熱處理工藝，這些技術(shù)會(huì)對(duì)光子晶體的結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的破壞，既而改變它的光學(xué)特征。這個(gè)東京研究小組一改往常做法，使用一種獨(dú)特的半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝（無(wú)需熱處理），使得組件的裝配保持高精度，將上述破壞減至最小。
Aoki解釋說(shuō)，苛刻的工藝條件可以完全改變一個(gè)微腔和有源區(qū)的光學(xué)參數(shù)，原因是一個(gè)點(diǎn)缺陷密度微腔的共振波寬和量子點(diǎn)的發(fā)射波長(zhǎng)很窄，很難配合這兩個(gè)波長(zhǎng)范圍。
依照Aoki的方法，最終的三維結(jié)構(gòu)分類成簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)部分。與以往連續(xù)使用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體工藝不同，該小組使用的是一種顯微操作技術(shù)，可將GaAs光子晶體層集成到一個(gè)17層woodpile結(jié)構(gòu)（三維光子晶體典型結(jié)構(gòu)之一）之中。此處含InAsSb量子點(diǎn)的點(diǎn)缺陷被引進(jìn)GaAs有源層的中間處，量子點(diǎn)密度是9×109cm–1。在這個(gè)系統(tǒng)中，通過(guò)控制電子的激發(fā)態(tài)，以及將生成光子的偏振方向歸類為某一選擇性偏振的微腔，光子轉(zhuǎn)換就有可能實(shí)現(xiàn)。Aoki解釋說(shuō)，量子點(diǎn)的發(fā)光將會(huì)增強(qiáng)，其波長(zhǎng)與微腔的共振模所對(duì)應(yīng)的匹配，而波長(zhǎng)與共振模不相匹配的發(fā)光則被晶體吸收。
; 這項(xiàng)工作僅僅是研究光學(xué)三維光子晶體的第一步，要擴(kuò)展到商業(yè)化的應(yīng)用還需付出很多努力。Aoki總結(jié)到，“實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量因子空腔共振對(duì)未來(lái)三維光子晶體器件的發(fā)展是有必要的”。
