半导体纳米线/带中的极化激元及其纳米光学器件的实现

纳米线/带是目前世界性的研究热点，半导体纳米线/带激光器已经问世，然而对纳米线/带光学性能的研究还处于初期。自2006年以来，我们深入研究了表面等离激元参与的ZnO纳米线的光学腔谐振行为，并开拓了半导体纳米线/带的表面等离激元增强发光这一新领域。在此基础上，本项目拟从光与物质的相互作用这一基本物理问题出发，力求系统地研究纳米线/带中亚波长光传播的基本特性。通过金属微/纳结构对纳米线/带的接触或包覆引入表面等离激元，在理论上设计并计算出这一纳米系统的色散关系，进一步借助于有限元或有限差分方法与电磁波模拟软件深入研究这一系统。实验上利用EBL、FIB、SEM、AFM等微/纳加工技术制备与表征一维和二维金属纳米结构，实现对半导体纳米线/带的发光性能以及亚波长光传播的调控，探索其在纳米光路中的应用，如纳米谐振器、滤波器、偏振器，高效纳米激光器、发光二极管，以及突破光学衍射极限的亚波长波导等。