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1、等离激元半导体将为电子学带来革命性的改变2011年4月25日9:38: 04 来源：网络作者：=摘要：在此之前的等离激元器件都只以介于金属和绝缘体（电介质）之间的界 面为基础制作。但根据伯克利实验室的这项新的研究成果称，许多常见的半导体也 可通过工艺加工而可以传输等离子体。该实验室的报告中也称，在掺杂空穴的半导 体纳米晶体一一量子点中，实现了表面等离子体共振。关键字： 等离激元,光量子,电子,耦合，LED据美国能源部（DOE）下属机构劳伦斯伯克利国家实验室（Lawrence BerkeleyNat ionalLabora tory） 的研究人员表示，等离激元（Plasmonic） 半导体有望使
2、光量子和电子的耦合变得容易，这将为电子学带来革命性的改变。等离子体（Plasmon）是一对自由电子结合成为准粒子进入波表面传播时的波 峰，可使这对自由电子的频率与附带的光量子频率匹配，从而使电子等离子和光量 子形成谐振而耦合。如果由伯克利实验室预测的这种局部表面等离子体实现共振的 话，就可以实现电子互连中的信号传播速度加速到光速，用于激光和传感器的片上 透镜，新一代超高效等离激元LED，新一代超灵敏度生化探测器，以及可弯曲周围 物体光路的特异材料。这种超材料可以用来制成隐形斗篷（电子工程专辑版权所有， 谢绝转载）。在此之前的等离激元器件都只以介于金属和绝缘体（电介质）之间的界面为基 础制作。但
3、根据伯克利实验室的这项新的研究成果称，许多常见的半导体也可通过 工艺加工而可以传输等离子体。该实验室的报告中也称，在掺杂空穴的半导体纳米 晶体量子点中，实现了表面等离子体共振。“掺杂半导体量子点开启了量子一电子强耦合性质为了应用的可能性，这对光 捕获、非线性光学和量子信息处理都将产生影响。”伯克利实验室负责人Paul Alivisatos 说。通过空穴掺杂铜硫P型载流子的量子约束效应来调节电子性质，使表面等离子 体共振的频率在近红外波段。研究人员表示，量子和电子之间的强耦合模式，可以 用于极大地提高太阳能光伏和人工光合作用的光激发作用。下一步，研究小组将用 铜硒和锗（原文为quermanium
4、） 碲化物半导体试验，并分别测量用该材料制造的太阳 能电池和存储器件的预期增值（电子工程专辑版权所有，谢绝转载）。透射电子显微镜图片展示了三个量子点的样本，平均尺寸为a.2.4nm , b.3.6 nm ,c.5.8nm由于在制造纳米光子集成线路上的无限潜力，基于表面等离激元（Surface Plasmon）的纳米光子学，即表面等离激元学（Plasmonics），受到了全球庞大的微电 子工业的广泛关注（电子工程专辑版权所有，谢绝转载）。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（1012 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
5、兹（109 Hz）频率，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，基于表面等离激元的纳米光子集成线路成为 了解决这个尺寸匹配问题的关键因素。为了实现表面等离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激元元件，例如等离激元波导，谐振器和 耦合器。而关于主动型表面等离激元元件的研究却十分有限，例如表面等离激元调 制器和开关。
