以金屬為基礎的納米光子,能將光線擠壓進比傳統(tǒng)光學組件小更多的納米級結(jié)構(gòu);這種電漿子技術(shù)目前還處于實驗階段,未來可望做為高性能計算機芯片、生物傳感器和高效率薄膜太陽能電池中的高性能納米級光學導線。
電漿子是某些材料內(nèi)的自由電子氣體(free-electron gas)振動所產(chǎn)生的準粒子(quasi-particles)。IMEC表示,納米結(jié)構(gòu)金屬的光學特性極有希望應用在納米光組件中,當這類納米結(jié)構(gòu)被可見光或近紅外線照射,就會激發(fā)傳導電子的共振,也就是所謂的表面電漿子(surface plasmons),并產(chǎn)生光學共振。
這些表面電漿子可以在深次波長(deep-subwavelength)被捕捉、定向和聚焦電磁能量,這跟傳統(tǒng)的絕緣光波導(optical waveguide)不同;IMEC表示,傳統(tǒng)波導受到光波長的限制,無法縮小到幾十納米。
納米級的電漿子電路允許在IC進行大量光學信息的平行繞線,但最終那些高頻寬的光學信息還必須轉(zhuǎn)成電子訊號。為了讓這種IC能將高速CMOS電子組件與電漿子電路結(jié)合,就需要采用有效和快速的介接組件,將來自電漿子波導的訊號與電子組件耦合。
IMEC已經(jīng)展示了在金屬-電介質(zhì)-金屬的電漿子波導結(jié)構(gòu)上,探測被高度限制的短波長表面電漿子偏振;該探測透過在金屬電漿子波導上嵌入一個光學探測器來實現(xiàn)。因為波導和光學探測器有同樣的納米尺寸,表面電漿子與光學探測器可取得有效的耦合以及非??焖俚捻憫?/P>
IMEC 已經(jīng)做了很多次實驗來展示這個電子探測方案;測量出的偏振相關(guān)性(polarization dependence)、波導長度和測量光譜響應在實驗上獲得的影響非常符合理論假設,該假設來自有限元素(finite element)和時域有限差(finite-difference-time-domain)的運算。