光学谐振器通过长时间储存光来增加光与物质相互作用的强度。谐振器越小,光的限制就越紧密,从而产生更强的相互作用,例如,可用于产生更好的光电探测器或量子光源。
加强光与物质的相互作用是量子光学和光子学的核心目标。开发一种可以在单个原子大小的区域长时间存储光的光学谐振器,将是实现这一目标的一大步。
为了制造一种在非常小的尺度上提供强光-物质相互作用的谐振器,丹麦技术大学的研究人员在原子尺度上建造了自组装的领结光学谐振器,并将自组装腔嵌入到一个由自组装波导、弹簧和光子耦合器组成的更大架构中。自组装腔体可以集成到更大的自组装组件中,以便在光学芯片周围路由光。
“我们将新的自组装概念用于光子谐振器,可用于电子、纳米机器人、传感器、量子技术等,”研究员Guillermo Arregui说。
微米和纳米尺度的功能材料和器件的制造通常遵循基于平面技术的自上而下的方法或自下而上的方法,其中结构使用各种效应自组装。
自上而下的方法用于硅基半导体技术,本质上是采用硅块并从中制造纳米结构。平面半导体技术提供了可扩展性,但它无法实现自组装实现的原子尺寸。
自下而上的方法旨在复制生物系统中发现的分层自组装,但将纳米维度与宏观维度联系起来的合成自组装方法仍然无法扩展,并且不如生物自组装。
将自上而下的平面技术的可扩展性与自下而上方法的分辨率相结合,将为纳米技术研究开辟许多潜在的机会。但到目前为止,这两种方法之间还没有联系,也没有明确的直接整合途径。
DTU Electro团队展示的新方法允许通过使用作用在相隔几十纳米的物体上的表面力来构建设备。研究人员利用这些力,包括卡西米尔-范德华相互作用,制造出尺寸为几纳米和亚纳米尺寸的纳米结构。