纺锤形半导体纳米线中的纳米级聚光灯

摘要： 理论上，无论纳米线多么纤细，都能以倏逝场形式传输光。但实际中，当纳米线明显薄于~λ/2时，复杂耗散导致的低传播效率会使光传输难以实现。因此该尺度下的纳米线光子学研究受到限制。本研究在直径小于70纳米的超细纺锤形纳米线中实现了光传输，并形成了纳米级聚光灯效应。该纳米线在横向尺寸小至约53纳米处输出最大发射光强。时域有限差分(FDTD)模拟表明，尖端附近的尺寸梯度增加导致传播光在横向特征点产生最大泄漏，该现象精确由纳米线固有特性决定。此外，基于此类纳米线中波长依赖的光传输行为，还观测并验证了光谱分离现象。这些成果有助于合理设计具有超高分辨率（远超所谓亚波长水平）的纳米级近场光源、光电及光学生物探针。