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电磁激子组件朝室温挺进 希腊科学家研制出成品

2008-05-30 18:40
路过的码农
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     希腊科学家在利用电磁激子(excitonic polariton)制作光电元件上迈出了重要的一步。有别于先前的相关元件需要极低温的环境,该小组制造的电磁激子发光二极管(LED)能在接近室温下操作,而且这种LED是透过传统半导体制程制作出来,仅需电池就能驱动,不像先前的组件需由激光激发,这些条件都有利于电磁激子在各种组件上的应用。

     电磁激子是由电子-空穴对(即激子)与它们复合时放出的光子所共同组成的准粒子。因电子与空穴复合而发射的光子,被束缚在材料中,并产生其它的激子,如此一再循环。这种在光子与激子间持续的能量交换可以通过电磁激子态来描述。最近,克里特(Crete)大学的Pavlos Savvidis等人利用砷化镓(GaAs)半导体制作出一款LED,能在235K的温度下直接由电磁激子态发光,这是以砷化镓为基材的组件首度在这么接近室温(300K)的情况下操作。

     该小组采用制作砷化镓组件常用的分子束外延法(MBE)来制作LED,光子被束缚在两层布拉格反射镜(Bragg mirror)之间的微空腔内,激子则局限在微空腔两端的量子阱中,以增强其于光子的耦合,组件的底部及顶部加装金属电极,以分别注入电子及空穴。

     Savvidis指出,未来的相关组件可能包括电磁激子激光器、LED、放大器、开关及偏振调制器等。其中电磁激子激光器特别引人注意的是它发出的同调单频光,源自电磁激子在位能阱底部最低能阶形成的玻色-爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensate),不需要居量反转(population inversion),因此极有潜力成为阀值超低的激光器,或是低功率的同调光源。

     根据Savvidis的说法,电磁激子组件通常消耗功率很低而操作速度极快,而且可以数千个并联组成大型阵列,以降低单一组件的成本。他表示,目前并无任何基本原理指出这类组件不可能在更高的温度下运作,因此该小组正在朝这方面努力。


     原始网站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/34235

  (编辑:于占涛)

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