广东国规防静电技术检验中心有限公司
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由于在制造纳米光子集成电路上的无限潜力，基于表面等离子体激元的纳米光子学，即表面等离子体激元学，受到了全球庞大的微电子工业的广泛关注。传统光子学元件的尺寸往往限制在微米以上，但能工作在上百太赫兹(10^12 Hz)的频率，运行速度极快；而微电子元件的尺寸已能缩小到几十纳米，却最高只能工作在吉赫兹频率(10^9 Hz)，运行速度相对较慢。如果能将光子线路整合到微电子线路中，将有可能大大提高传统微电子芯片的处理速度。但是，光子学元件和微电子元件的尺寸差距极大地妨碍了它们的整合，从而阻碍了利用光子学元件提高微电子线路运行速度的可能。正因为此，基于表面等离子体激元的纳米光子集成线路成为解决这个尺寸匹配问题的关键因素。为了实现表面等离子体激元纳米光子集成线路，我们需要那些与基本的微电子元件相对应的表面等离子体激元元件。到目前为止，这方面的突破性工作都集中在被动型表面等离子体激元元件，例如等离子体激元波导，谐振器和耦合器。而关于主动型表面等离子体激元元件的研究却十分有限，例如表面等离子体激元调制器和开关。香港中文大学王建方教授研究组报道了一种基于金纳米棒可控共振耦合的表面等离子体开关。这样一个开关由单个金纳米棒和其周围的光至变色分子组成，大小不到一百纳米，金纳米棒和分子都被封装在一层二氧化硅薄膜中。而它的开关属性则是由紫外光来触发，由暗场散射技术来监测。操纵这样单个表面等离子体激元开关所需要的触发功率和能量只有大约13pW和39pJ，而它的调制深度则可以达到7.2dB。这种光控等离子体激元开关可以作为纳米光子线路中的一个开关元件，从而能够于微电子元件很好的耦合，解决它们之间的尺寸匹配问题。
