新加坡技术与设计大学
三硫化锑可编程亚表面及其多状态反射光谱图解
信用:SUTD 下一代高分辨率视频显示器背后的关键组件之一将是光学纳米天线
这些设备使用纳米技术来混合和干涉光束，以产生颜色甚至全息图
虽然使用硅或类似材料的光学纳米天线产生了彩色图像，但图像是固定的，不能来回调整
然而，需要具有可调特性的新材料来开发高分辨率视频中的光学纳米天线
为了填补这一空白，来自新加坡技术与设计大学(SUTD)和A* STAR IMRE的研究团队设计并演示了使用硫族化物纳米结构来可逆地调谐可见光谱中的米氏共振
硫族化物纳米盘的宽度只有190纳米——比一根头发丝小1000倍——可以利用热量在两种光学状态之间切换，从而引发相变
他们的工作“可见光谱中米氏共振的可逆调谐”发表在ACS Nano上
SUTD的首席研究员罗伯特·辛普森副教授解释说:“我们展示了相变纳米盘干涉和操纵可见光的能力——这是实现视频全息显示的第一步。”
该技术依赖于相变材料；数据存储设备中更常用的材料
研究小组没有使用像锗-锑-碲合金这样的相变数据存储材料，而是探索了一种叫做三硫化锑的富含地球的材料的用途
研究小组表明，三硫化锑纳米粒子的光学特性可以高速切换，从而产生可调的鲜艳颜色
然而，使用新材料也带来了一系列挑战
该团队需要开发一种新的纳米制造方法来制造具有特定光学特性和共振的三硫化锑纳米结构
此外，他们必须确保三硫化锑纳米粒子的光学性质和共振可以可逆地转换
他们使用飞秒激光脉冲来切换这些粒子的光学状态
为了找到在不蒸发纳米粒子结构的情况下导致可逆转换的条件，还需要进行大量的优化
虽然这项工作为高分辨率彩色显示器、全息显示器和微型激光雷达扫描系统铺平了道路，但研究团队也很高兴将这种新的相变材料扩展到其他可编程光子学应用，并促进合作以充分挖掘三硫化锑和相关材料的潜力
“我们的工作清楚地表明可逆开关是可能的，但对于实际设备，我们还需要开发一个优雅的集成系统，以电寻址和控制纳米粒子的光学状态
我们目前正在研究这些技术，我们希望这篇论文将激励更广泛的研究界进一步扩展这些重要的硫属化物纳米粒子的能力，”辛普森副教授补充道
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