中山大學林宗賢團隊台美合作「科學大突破」全球最大光子晶體 ... | 可愛寵物網
2018年1月29日—原本全世界的人造光子晶體只有像頭髮這麼細微,我們做出了長寬約一公分這麼大的單晶!」國立中山大學光電工程學系特聘教授林宗賢團隊 ...
「原本全世界的人造光子晶體只有像頭髮這麼細微,我們做出了長寬約一公分這麼大的單晶!」國立中山大學光電工程學系特聘教授林宗賢團隊投入「單晶結構三維光子晶體」研究,透過台、美雙邊合作,歷時兩年多,成功做出目前世界上最大的三維單晶光子晶體,並展示其優異的光電特性,傑出研發成果登上國際頂尖期刊「自然通訊」(Nature Communications)。
這項研究成果未來可應用於大幅度調控微型三維雷射、飛秒超快脈衝調製及各式光子元件。中山大學研究團隊首次將無機材料製程中的長晶法,應用在有機材料藍相液晶中;並依據相變理論,控制藍相液晶的自組裝過程,進而找到晶體的最佳生長條件,成功的將三維液態光子晶體從過去的數十微米,一舉推進至數千微米;數百倍的成長,突破了傳統人造光子晶體的極限。
林宗賢教授表示,這項重大研發成果提供了優異的可調控光子能隙特性,有效改善傳統光子在傳輸時,大角度便會漏光、能量耗損等問題,實現光迴路的微小化,更使得以更小尺寸的微型積體光路取代現有的積體電路變得可行,未來能以更快速的光子取代電子,作為資訊傳輸的媒介。
何謂「光子晶體」?自然界許多生物呈現五彩繽紛的色彩,例如蝴蝶翅膀、孔雀羽毛等。以蝴蝶翅膀為例,蝴蝶展翅時,翅膀綴著由藍、綠、黃、紅等彩色構成的幾何圖案,反射出鮮豔奪目的虹彩光澤。蝴蝶翅膀色彩絢麗的祕密,即來自其不同間距、排列整齊的奈米結構,科學界稱之為「光子晶體」。
「人造光子晶體」除了可模仿生物的多樣豐富色彩外,更可作為靈感,啟發、開創出新的應用領域。林宗賢教授指出,除了做成寶石,更可用來控制光的各種傳播特性,因此在光積體電路、光子晶片、非線性光學、雷射、等資訊科技應用中,皆顯現出重要的應用前景。尤其在現今大數據、人工智慧的大量資訊應用需求下,光子擁有速度快、頻寬大、光子間幾乎沒有交互作用等電子所沒有的優勢,以「光子」取代「電子」為未來趨勢。因此,如何精準操控光的流動,即為一重要課題。
本研究由科技部與美國空軍科學研究辦公室支持,獲刊於國際一流頂尖期刊《自然通訊》(Nature Communications),通訊作者為中山大學光電工程學系特聘教授林宗賢與榮譽講座教授Iam-Choon Khoo教授(美國賓州州立大學William E. Leonhard 講座教授、國際電機電子工程學會會...
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