美國光子設(shè)備研究有突破，利好風(fēng)淋室發(fā)展

據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)5月31日?qǐng)?bào)道，美國能源部下屬的勞倫斯伯克利實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家演示了首個(gè)真正的納米尺度的波導(dǎo)，這種名為“混合等離激元”的準(zhǔn)粒子可廣泛應(yīng)用于新一代的光子集成電路和光子計(jì)算機(jī)中。相關(guān)論文發(fā)表在新一期《自然·通訊》雜志上。光子設(shè)備通常在潔凈室無塵車間中生產(chǎn)，因此對(duì)風(fēng)淋室發(fā)展帶來了利好。

與電子設(shè)備相比，光子設(shè)備的運(yùn)行速度更快且靈敏度更高，因此科學(xué)家們一直期望用基于光或電磁波等波導(dǎo)制成的電路，取代目前用微處理芯片等組成的電子電路。為了滿足高數(shù)據(jù)帶寬和低能耗的要求，光子設(shè)備必須做到以縮減光子組件的大小來縮減制造以及傳輸和探測每個(gè)信息字節(jié)所必須的能耗。但光子設(shè)備在縮小后，光波之間會(huì)因緊密接觸產(chǎn)生衍射干擾，形成微弱的光-電相互作用，妨礙設(shè)備功能的發(fā)揮。

勞倫斯伯克利實(shí)驗(yàn)室材料科學(xué)分部首席科學(xué)家張翔（音譯）領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，光波被擠壓后通過金屬/介質(zhì)納米結(jié)構(gòu)的表面時(shí)，金屬納米結(jié)構(gòu)的表面會(huì)產(chǎn)生帶電的等離子體，等離子體又可與光子相互作用，形成被稱為表面等離子體激元（SPP）的準(zhǔn)粒子，從而可將光子的波長縮小到衍射極限以下，減少衍射干擾。但光信號(hào)在通過金屬/介質(zhì)表面的金屬那部分時(shí)，其強(qiáng)度卻會(huì)減弱。

為了解決光子信號(hào)損失的問題，張翔團(tuán)隊(duì)提出了混合等離子激元（HPP）的概念。而且得保證其生產(chǎn)車間的潔凈度，并在每個(gè)生產(chǎn)車間配上風(fēng)淋室，一個(gè)半導(dǎo)體（高介質(zhì)）帶被放置在一個(gè)金屬表面上，在其中插入一薄層氧化物（低介質(zhì)），這種新的金屬-氧化物-半導(dǎo)體設(shè)計(jì)會(huì)將入射光波的能量進(jìn)行重新分配，光波的很多能量不再集中于金屬內(nèi)（此處光子的損失非常高），而被擠入低介質(zhì)氧化物中，在此處，光子的損失要少很多。

根據(jù)這個(gè)思路，張翔團(tuán)隊(duì)制造出了將光子和等離子體混合在一起的HPP模式，新模型僅為50×60