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插上天线就加速！新型纳米光学天线助力发光二极管提升自发光速率
2015-02-05 16:07:42 慕雪发布 来源:益择网
益择网讯（慕雪/编译）在高科技激光无处不在的世界里，高速光通信一直占据主导地位。然而，激光的缺点在于它在短距离（1米或更短）通信中消耗过多能量并占用过多空间。发光二极管是一个不错的替代者，但它却一直受限于其自发光速率。为此，加州大学伯克利分校的Eli Yablonovitch教授团队发明了一种新型纳米光学天线，它能从原子、分子和半导体量子点水平增强光的自发射速率，配备这种天线的发光二极管（LED）能够在短距离通信中代替激光，并且该天线还能广泛应用于光电探测器、成像、生物传感和数据存储等领域。
自激光被发现起，自发光速率一直慢于刺激光发射速率，随着新型纳米天线的发明，自发光速率得到了明显的提升，研究团队用黄金制成的天线有效地将磷化铟砷化镓(InGaAsP)纳米棒的自发光速率提高了115倍，当速率提高到200倍时，自发光速率将超过刺激发光速率。“我们认为，利用这款天线可以将自发光速率提高到2500倍，并且还能保证发光效率大于50%，”Yablonovitch说。“用配备天线的发光二极管替换微芯片上的电线可以使互联速度更快，计算能力更强。”尽管无线电天线已经发明了120年，但光学天线至今才被发明。
新型天线采用拱形设计，研究人员在方形磷化铟砷化镓（InGaAsP）纳米棒表面涂上一层二氧化钛将纳米棒和金线隔离开，金线垂直地沉积在纳米棒上来形成天线。InGaAsP半导体作为自发光材料已广泛应用于红外激光通信和打光检测器。光学天线除了可以应用于短距离通信，还在光电探测器、成像、生物传感和数据存储等领域有重要应用。
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