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有机/金属纳米线异质结构中表面等离激元极化子的损耗补偿及其在光子逻辑处理中的应用
摘要： 表面等离激元极化子（SPPs）对下一代信息与通信技术的发展至关重要。然而，所有等离子体器件固有的欧姆损耗严重限制了其在片上光子通信中的实际应用。本研究通过合理设计的有机/银纳米线异质结构，实现了SPPs的损耗补偿及其在光子逻辑处理中的应用。该异质结构通过将银纳米线（AgNWs）插入晶体有机微米线（作为微尺度光学增益介质）合成，其巨大的有机/金属界面面积确保了激子向SPPs的高效能量转移。通过强局域化SPPs的受激发射，该异质结构实现了亚波长SPPs的增益。进一步通过级联增益构建了布尔逻辑单元等基础纳米级光子器件。该成果为将SPP增强器件集成到混合光子电路中开辟了新途径。
关键词： 有机纳米线、纳米线异质结构、损耗补偿、表面等离子体
更新于2025-09-12 10:27:22
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超小尺寸锗/硅核壳纳米线中一维空穴气体的高透明接触
摘要： 半导体-超导体混合系统在新兴高性能纳米电子学和量子器件领域具有卓越潜力。然而其成功应用的关键在于制备高质量且可重复的半导体-超导体界面。本研究实现了原子级精密界面的轴向Al-Ge-Al纳米线异质结构——该结构外覆超薄外延Si层（记作Al-Ge/Si-Al纳米线异质结构）。通过单晶Ge/Si核壳纳米线与光刻定义的Al接触垫之间的热致置换反应合成该异质结构。采用此方案可形成自对准准一维晶体Al引线，其与超精细Ge/Si段接触的透明率超过96%。将其集成至背栅场效应器件并持续突破光刻极限后，我们充分发挥了高透明接触在Ge-Si界面一维空穴气中的潜力，在150K温度下观测到弹道输运及量子限制效应。低温测量揭示了Ge/Si核壳纳米线中的邻近诱导超导性。约瑟夫森场效应晶体管的实现使我们能研究多重安德烈夫反射导致的亚能隙结构。最重要的是，量子点态的缺失表明源自一维空穴气高透明接触的硬超导能隙，这对马约拉纳零模研究具有重要价值。此外，本热致Al-Ge/Si-Al异质结构形成技术对量子计算关键组件（如门控量子比特或传输子量子比特）的发展具有重要推动意义。
关键词： 一维空穴气、硬超导能隙、透明接触、超导体-半导体混合结构、纳米线异质结构、锗
更新于2025-09-12 10:27:22
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用于硅基电驱动电信O波段红外光产生的共轴GaAs/(In,Ga)As量子点嵌阱纳米线异质结构
摘要： 基于砷化镓的核壳结构纳米线在硅衬底上单片集成，构成了一类极具前景的纳米结构体系，有望实现用于芯片间/片内高速光互连的光发射器。我们设计并制备了同轴型砷化镓/(铟镓)砷量子点嵌阱纳米线异质结构，使其自发辐射波长位于硅材料透明波段——这对硅光子学应用至关重要。具体而言，我们在通信O波段实现了1.27微米室温辐射。通过扫描透射电子显微镜的结构分析证实了该异质结构中量子点的存在。采用阴极荧光与光致发光光谱技术研究了这些纳米线结构的自发辐射特性。热载流子向更大尺寸量子点的再分布效应解释了室温下获得长波长辐射的现象。最后，为验证该纳米线异质结构作为硅基单片集成电驱动光源的可行性，我们制备了在1.26微米波长呈现室温电致发光的发光二极管器件。
关键词： 电致发光、硅衬底、量子点阱结构、发光二极管、纳米线异质结构
更新于2025-09-12 10:27:22
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催化剂辅助的溶液-液-固法合成CdS/CuInSe?与CuInTe?/CuInSe?纳米棒异质结构
摘要： 采用铋纳米晶体作为催化剂，通过溶液-液-固（SLS）法合成了由硫化镉（CdS）/铜铟二硒化物（CuInSe2）和铜铟二碲化物（CuInTe2）/铜铟二硒化物（CuInSe2）组成的轴向纳米线异质结构。电子显微镜与衍射研究表明：CuInTe2与CuInSe2段沿[112]晶向生长，二者间存在清晰的外延界面；在CdS/CuInSe2纳米棒异质结构中，CuInSe2与CdS段分别沿[112]和[111]晶向生长并形成明显外延界面。能量色散X射线光谱证实这两种纳米棒异质结构均具有无合金化的组分调制特征——CuInTe2/CuInSe2纳米棒中Te与Se分别富集于对应区段，而CdS/CuInSe2纳米棒中Cu/In/Se和Cd/S则分别集中于CuInSe2与CdS区段。本研究证实SLS机制为制备多组分轴向一维异质结构提供了通用替代方案，这类结构以往难以通过无催化剂溶液相合成或气-液-固生长法获得。
关键词： 外延界面、纳米线异质结构、溶液-液相-固相（SLS）法、铋纳米晶体、能量色散X射线光谱法
更新于2025-09-04 15:30:14