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2026

光子晶体 | Nature Nanotechnology

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在纳米尺度下，将载流子电注入光子结构，仍面临根本性挑战，因为电学操作所需的导电通道，会扰乱实现强光-物质相互作用所需的光学环境。

近日，加州大学伯克利分校Boubacar Kanté教授团队在Nature Nanotechnology上发文，报道了一种单片式纳米光子架构，首次实现了在单个晶胞层面向扩展光子模式直接电注入，同时完整保留半导体-空气的最大折射率对比度和光学腔的对称性。

采用准悬空光子晶体孔径：阵列化的亚波长InP纳米柱支撑，纳米柱被策略性地放置于连续域束缚态(BIC)模式的电磁场节点处，从而在不扰动光学模式的前提下，实现了跨越数百个晶胞的均匀空穴注入，并兼具散热通道功能。

研究发现，从单点注入过渡到分布式注入的转变引入了新机制，其中，电学性质的均匀性（而非光学性质的均匀性）成为主要约束，因此，需精确控制纳米柱的均匀性，以实现激射。在室温、电信波长处的电泵浦激射证明了该架构的可行性。该项成果，为将电子输运与纳米光子模式工程解耦建立了通用框架。

Monolithic manufacturing of an electrically addressable quasi-suspended nanophotonic aperture. 电学可寻址准悬浮纳米光子孔径的单片制造

图1 电学可寻址的准悬空纳米光子孔径。

图2 准悬空光子晶体的光学与热学设计。

图3 准悬空光子晶体腔设计及纳米柱无序对光学与电学性质的影响。

图4 纳米柱阵列形成机制与器件单片制造。

图5 均匀纳米柱制造关键作用的实验证据。

来源：今日新材料

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