一种新型硅纳米粒子，开创微小尺度上有效光传导的新方法

      （Nanowerk News）A * STAR在其搜索网站上公布了一篇由他们研究团队（(Nano Letters, "Resonant light guiding along a chain of silicon nanoparticles"）证明的一种在微小尺度上有效光传导的新方法。他们的研究由于涉及排列的硅纳米粒子，所以这将有希望应用于诸如基于光的集成电路，生物传感器以及量子通信等方面。

上图表示通过近场扫描光学显微镜（NSOM）检测的图像，由图表明：呈直线排列的圆柱形硅纳米粒子可以通过磁场（h场）共振产生低损耗的光。 （©ACS）

      对于许多应用来说，在小尺度上可以进行光的传输是至关重要的，而且，实现小尺度上传输光线主要是通常使用矩形硅波导。这将等效于电子电路中导线的光学电路。为了进一步收缩器件，金属纳米粒子早已作为替代品，被人们研究探索，然而，当这些金属纳米粒子发挥其优势将光线限制在小尺度时，它们往往会泄漏大量光线。

      现今，Reuben Bakker，Arseniy Kuznetsov和他们在A * STAR数据存储研究所的同事提出了一种更有效的方法，其涉及了一系列圆柱形硅纳米粒子。 当使用光激发第一纳米颗粒后，用近场扫描光学显微镜测量之后到达另一纳米颗粒的光（可参考上图）。经检测发现，研究人员发现光强度有一个很明显的变化，即光强下降很多。

       Kuznetsov就此表示：“这是第一次实验性演示，表明了耦合谐振器可以非常有效地引导强亚波长尺寸和波长为几百微米的光。换句话来讲，这是迈向硅光子学全新方法的第一步。”

      在这种新方法中，纳米颗粒彼此不会直接接触。 相反，光通过磁场共振转移到下一个粒子。其中，Kuznetsov解释道：“这些粒子中的每一个都是一个共振散射体，所以，如果你取一个粒子，它会向各个方向散射光线，但是，当我们将所有这些粒子排成一行时，它们可以作为单个波导工作而不会泄漏光线。”

      其中，使用硅纳米颗粒的一个重要优点，就在于它们与半导体工业目前使用的制造工艺都是兼容的。 Kuznetsov也表示：“你可以使用相同的CMOS工艺来制作硅光子学，而且你只需更改面罩和布局，以及添加一些其他组件，而在之后将不会产生任何其他复杂情况。”

      尽管在执行测量之前，他们已将这个系统及其行为进行了建模，但团队依然对其在实践中的工作效果感到惊讶。Bakker更是回忆道：“我们很惊讶它能运作的如此良好，我们稍微调整了一些几何形状，但是在经过几次迭代之后使得它们表现如此出色，这是非常出人意料。”

      该团队已经在电信波长上展示了相同的概念。 他们现在正致力于开发基于此概念的各种片上光子器件。