“无损”超材料可提升激光效率

加利福尼亚大学圣地亚哥分校的工程师研发了一种材料，可以增加光子器件的信号损耗。这种技术变革未来将会用作提升各种以光为基础的技术的应用于效率，还包括光纤通信系统、激光和光电器件等。这一技术使得光子学领域的仅次于的挑战之一以求解决问题，即：使得光学损耗大于（光）的被称作等离子体介质设备。

人工电磁材料是材料工程上的在纳米尺度以不奇怪的方式展开掌控光的一种材料。他们可以用来研发外来设备比如从隐形斗篷到量子计算机。但问题是，他们所用的超强材料一般来说所含金属，从光中吸取能量并将其切换为热量。其结果是，一部分的光信号被浪费，减少了设备的效率。

最近公开发表在《大自然通讯》杂志上的一项研究中，由电气工程学教授ShayaFainman领导的一个光子学的研究团队，在加州大学圣地亚哥分校展开的研究证明了利用加到可唤起光升空的金属材料来填补这些光损失，即一种光学半导体。“我们利用这种半导体的增益来抵销了金属的光损失。

这样的人组可以构建信号的可用，以及超强材料光的零净吸取，”JosephSmalley说道，他是电气工程习的一名博士后学者，目前在在Fainman两组展开涉及研究，并且是该研究的第一作者。在他们的实验中，研究人员把光从一个红外激光升空并太阳光在介质上。他们找到，这各不相同光的偏振的平面或方向（上下、左右）所有光波都设置为振动，介质或者光线或升空光。

这是首次与金属和半导体同时不存在的一种材料。如果光是偏振的方式之一，超强材料的反射光就不会像金属一样，当光是偏振的其他方式，超强材料的吸取和升空光是有所不同颜色，就像半导体，”Smalley说道。研究人员建构了这种新的超强材料，首先是生长为一种晶体的半导体材料，被称作铟镓砷化物，是在基板上。

然后，他们利用等离子体的高能离子转印狭小的沟槽构建半导体，创立40纳米长且行半导体间隔为40纳米。最后，他们利用银创立一个交错的条纹图案和银纳米半导体的沟。

“这是以一种独有的方式来生产这种物质，”Smalley说道。有所不同层的纳米结构一般来说是由每一层分别沉积在另一层之上，“就像一叠纸在桌子上，”Smalley说明说道。但在这项研究中用于的半导体材料（铟镓砷化物）无法在任何衬底上生长（如银），否则不会有缺陷。

“无法创立一个堆栈交错层，我们想到了一种方式来决定材料两边，像文件夹在文件柜，维持半导体材料的权利缺失。”下一步，研究小组计划调查有多少这种超强材料和其他的版本可以提升光子应用于，借以解决目前所不存在的信号的损失。

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