埃因霍温理工大学的巴里·菲茨杰拉德 学分:埃因霍温理工大学 纳米光子学考虑纳米尺度的光和物质如何相互作用，该领域的发现对于纳米制造技术和未来的光子器件非常重要
直到最近，金属纳米粒子主要用于纳米光器件
然而现在，半导体材料如硅被认为是纳米粒子
埃因霍温理工大学和京都大学的研究人员发表了两篇关于基于硅的纳米光子结构的重要论文
为了纪念2020年国际光日，一篇发表在《ACS光子学》杂志上的论文被选为过去一年光子学领域的顶级论文之一
纳米光子学领域考虑纳米粒子与光的相互作用，此时纳米粒子的尺寸与光的波长大致相同
控制这种所谓的共振响应对于开发新的纳米制造技术和实际应用具有积极的意义，例如提高太阳能电池和发光二极管的效率以及光电探测器的灵敏度
焦点转移到硅上 历史上，纳米光子学团体使用金属纳米粒子，其中粒子中的自由电荷在与入射电磁波(光)的电场相互作用后振荡
近年来，焦点已经转移到由半导体材料(如硅)制成的纳米粒子上，在那里光与束缚在原子上的电子相互作用，而不是与自由电荷相互作用
至于金属纳米粒子，光和半导体纳米粒子之间的相互作用可以表现出振荡或共振响应
光子集成研究所(IPI)和应用物理系的研究人员
海梅·戈麦斯·里瓦斯与京都大学合作，正在积极研究将半导体纳米结构用于纳米光子学
最近，他们在《高级光学材料》和《ACS光子学》杂志上发表了两项重要发现
有机材料和硅纳米粒子之间的强耦合 一个新的研究方向与强耦合机制有关，即光和纳米粒子材料之间的相互作用足够强，足以改变材料的基本性质
事实上，杂交的结果是物质呈现一些光的性质，而光呈现一些物质的性质
当有机材料用于光电子器件时，一个关键问题是材料在光照下的降解和电荷传播的短距离
强耦合将有助于限制这些负面影响
加布里埃尔·卡斯特利亚诺斯和他的同事在他们的第一篇论文中实现了有机材料和多晶硅纳米颗粒阵列之间的强电磁耦合
这一发现为硅基材料在光电子有机器件中的应用铺平了道路，这可能会提高性能
为纪念国际光日(2020年5月16日)，本文被美国化学学会出版的《ACS光子学》杂志选为2019年5月至2020年5月光子学领域最相关的24篇论文之一
增强的光发射 在第二篇论文中，俊介·穆雷和他的同事证明了相互耦合的多晶硅纳米粒子(不同形状和大小)的规则阵列可以隔离电磁振荡
结果，当染料分子靠近阵列时，染料分子和硅纳米粒子阵列之间更强的耦合导致来自分子的光发射增强
例如，当与纳米粒子阵列的电场耦合时，在某些方向上观察到20倍的增强，而当与磁场耦合时，观察到5倍的增强
这对未来发光二极管的设计可能会有影响
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