MeV重离子束在光子晶体研究中的应用

当半导体器件尺度达到纳米量级的时候，量子效应限制了半导体器件更近一步小型化集成化的发展。与电子相比光子具有光波传播极快且相互作用弱等优点，光子作为信息载体,将大大提高传输速度和信息处理能力。但是，光子却不象电子那样易于控制，光子晶体可以像半导体控制电子流动一样控制光子。光子晶体具有光子禁带、光子局域、超棱镜效应等特性，可以用作低损耗反射镜、光子晶体波导、宽带滤波等。然而，光子晶体要得到广泛应用，还需要解决的一个关键问题就是在确定位子引入需要的缺陷。制作光学波段的光子晶体一般采用聚酯球颗粒的自组织生长，形成胶体晶体，然后以此为模板填充高介电常数材料，形成介电周期结构。本项研究拟采用重离子辐照聚酯球，热峰效应使得聚酯球发生各向异性形变成为椭球，其形变量与重离子在聚酯球中的能量沉积相关，由此可以在光子晶体中引入可控制缺陷。此外，椭球状的聚酯颗粒可构成新的具有各向异性的光子晶体。