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技术:“禁止”光子的反思

作者:蓟暾怊    发布时间:2018-01-26 01:01:04    

作者:DANIEL CLERY光子晶体是一种新型材料,它是去年首次证明光子与半导体中的电子行为相似的材料,已经找到了它们的首次应用晶体具有光子被“禁止”的频率范围,因此在这些频率下充当光子的完美反射器美国研究人员现在使用光子晶体作为微型微波天线的反射器,有朝一日可以在一个芯片上与控制电子器件一起制造当原子结合形成半导体晶体时,电子可以驻留的能级合并形成能带低能价带保持将晶体结合在一起的电子它与导带之间的带隙隔开,其中自由移动的电子导电光子晶体类似于半导体晶体光子只有在频率处于某些频段时才能通过;如果他们的频率位于频段之间,则禁止他们进入并反映晶体就像一个过滤器,可以切除这些频率由位于新泽西州雷德班克的美国区域电话公司的研究部门Bellcore的Eli Yablonovitch领导的团队去年通过在微波炉透明的材料上钻孔来制造了第一个光子晶体以特定角度以规则图案钻孔以产生三维空隙阵列它们的作用类似于半导体晶体的原子:通过的光子可以存在于低能空隙或它们之间的高能材料区域产生频带的带隙,其取决于空隙的间隔今年,Yablonovitch与位于马萨诸塞州列克星敦的麻省理工学院林肯实验室的Elliot Brown和Chris Parker合作,反映了带有光子晶体的微波天线的信号以前,如果在半导体衬底上制造天线,则大多数微波进入基板而不是进入空气用半绝缘砷化镓制造的简单偶极天线只能将2%的功率辐射到空气中 Yablonovitch用环氧基材料制成光子晶体,空隙间隔7.8毫米这产生了从13千兆赫到16千兆赫的频带隙然后布朗和帕克在水晶表面上制作了一个蝴蝶结形状的扁平天线,并以13.2千兆赫的频率向其馈送微波信号他们测量了从各个角度天线辐射的信号,发现几乎所有信号都传输到空中作为对照,研究人员在相同材料的块上制作了一个形状相同但没有空隙的天线正如预期的那样,信号主要辐射到材料中 “这是一个很好的情况,”布朗说,因为你可以通过改变空隙的间距来改变带隙的频率,并通过选择不同的材料来改变间隙的宽度布朗和派克目前正致力于用硅,砷化镓或磷化铟制造光子晶体,这将使它们能够将天线和电子元件集成在同一芯片上布朗说,这种芯片非常适合用作相控阵雷达制作具有不包括可见光的带隙的光子晶体需要更加靠近的空隙 - 仅几百纳米虽然研究人员正试图用离子束钻这样的晶体,

 

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