هيكل التوجيه الموجي والكشف عن بولاريتونات البلازمون السطحية على السيليكون

قام باحثو شركة تويوهاشي للتكنولوجيا بتطوير دليل موجي بسيط ومنخفض الفقد لـ Surface Plasmon Polaritons (SPPs) والذي ينطبق على الدوائر المتكاملة الضوئية النانوية على السيليكون.

بولاريتونات البلازمون السطحية (SPPs) عبارة عن موجات تنتشر على طول سطح الموصل والتذبذب الجماعي للإلكترونات مقترنًا بالمجال البصري على مقياس النانو خارج نطاق المجال البصري. حد الحيود من نشر موجات الضوء. في الآونة الأخيرة، هناك اهتمام متزايد بـ SPPs كحاملات إشارة في المقياس النانوي دوائر متكاملة لزيادة درجة التراكم وتقليل استهلاك الطاقة.

ومع ذلك، لم يتم تطوير أدلة موجية SPP منخفضة الفقد مزودة بكاشفات لتطبيقها على الدوائر المتكاملة النانوية.

الآن، قام ميتسو فوكودا ومجموعته في Toyohashi Tech بتطوير دليل موجي بسيط ومنخفض الخسارة لـ SPPs والذي يمكن تطبيقه على الدوائر المتكاملة النانوية.

طبقة معدنية رقيقة تترسب على أ الركيزة السيليكون تم إنهاؤه ببنية حيود (مجموعة أقراص متعددة الشقوق أو مجموعة أقراص معدنية) في النهاية لتوجيه SPPs المنقولة على السطح (واجهة الهواء المعدني) إلى الجانب الآخر من المعدن (واجهة المعدن والسيليكون). يتم تشكيل حاجز شوتكي عند السطح البيني بين المعدن والسيليكون، ويتم تحفيز الإلكترونات الحرة في المعدن بواسطة SPPs الموجهة ثم تعبر الحاجز. تؤدي الإلكترونات الفائضة إلى تيارات ضوئية يمكن ملاحظتها.

أتاح الدليل الموجي الذي تم تطويره في هذا البحث الانتشار الفعال لـ SSPs في نطاقات الطول الموجي 1550 نانومتر (شفافة للسيليكون) على طول فيلم Au سطح، وكانت التيارات الضوئية أكبر بكثير من أدلة الموجات بدون بنية الحيود (26 مرة للهيكل الشبكي و 10 مرات لصفيف القرص).

من المتوقع أن يساهم جهاز الدليل الموجي هذا في إنشاء دوائر متكاملة فوتونية نانوية على السيليكون.