奈米結構合成材料的磁光效應(I)

Abstract

微結構材料可以控制電磁輻射這件事已久為人知，光子晶體的概念在1987年首次被提出，然後微結構的運用也被展示出來，然而，目前合成材料可以得到的頻率範圍仍遠遠落後於實際應用的迫切需求，在此同時，一般皆相信縮小合成材料基本組成單元的物理大小可以提升可用的頻率範圍至光學波段。 隨著近年來微影技術、膠體化學及磊晶成長技術的大幅進展，使得製造人工半導體合成材料變得可能，奈米結構合成材料可以控制光學波段的電磁場，對於潛在的應用及元件有很大的益處，同樣也有益於基礎科學，可能的應用包括實現光量子計算、光學波段負折射率的合成材料、使非磁材料產生人造磁性等。 我們在近來的研究中掌握了多層對準排列的InAs/GaAs量子點及奈米環半導體結構的成長技術，奈米環是目前最新且擁有不尋常的磁及磁光性質的非單連通量子奈米系統，最近我們也以理論展示了有機會利用奈米環來製造可以同時擁有負的等效介電係數及導磁係數的合成材料，我們強調：可以經由外加磁場來控制合成材料的特性參數，這開放了可以利用此特性製作光學開關、耦合及動態記憶體的機會。 在此計畫中我們將進行以奈米結構（量子點及奈米環）組成的人工合成材料的整體磁光特性的研究，主要將專注在以下實驗及理論的研究探討： .. 瞭解及控制多層量子點及奈米環的磁光性質 .. 尋找探究控制量子點及奈米環製作的奈米結構合成材料的磁光響應的相關議題 .. 從理論及實驗上驗證光學Aharonov-Bohm效應及量子點及奈米環製作的奈米結構合成材料在負折射角時的折射現象 我們將發展設計及控制人工奈米結構合成材料磁光特性的方法，研究量子點及奈米環製作的合成材料在長波長範圍及短波長範圍（光子晶體）上的可能應用。