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金屬納米團(tuán)簇光波導(dǎo)示意圖。 安徽大學(xué)供圖

本報訊（記者王敏）光波導(dǎo)是實現(xiàn)光電集成和光子集成的關(guān)鍵。近日，安徽大學(xué)先進(jìn)材料原子工程研究中心教授朱滿洲、副教授陳爽科研團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了金屬納米團(tuán)簇中的光波導(dǎo)行為。這是在金屬納米團(tuán)簇材料中發(fā)現(xiàn)的重要光傳播新現(xiàn)象，豐富了有源光波導(dǎo)和偏振發(fā)光材料的研究。相關(guān)論文日前發(fā)表于《科學(xué)》。

研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，配體保護(hù)的兩種金屬團(tuán)簇材料具有優(yōu)異的光波導(dǎo)性能，光損耗系數(shù)低于大多數(shù)無機、有機和雜化材料。其研制的兩種金屬團(tuán)簇的晶體排列和分子取向?qū)е聵O高的極化比，為有源波導(dǎo)和極化材料家族增添了新成員，在信息儲存、集成光學(xué)等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用前景。

光波導(dǎo)具有抗干擾能力強、保真度高等特點，廣泛應(yīng)用于光電調(diào)制器、光子耦合器、光子電路等領(lǐng)域。目前，多種光子納米結(jié)構(gòu)被開發(fā)用作光波導(dǎo)材料，但它們?nèi)源嬖诠鈱W(xué)損耗高和制造工藝復(fù)雜等問題。而配體保護(hù)的金屬納米團(tuán)簇具有原子精確的結(jié)構(gòu)、良好的光學(xué)性質(zhì)和較大的斯托克斯位移，這些特點使其非常適用于光電器件。因此，金屬納米團(tuán)簇特別適合用作光波導(dǎo)材料。

此次研究中，研究人員設(shè)計并合成了具有橙色和紅色發(fā)光的Pt1Ag18和AuxAg19-x納米團(tuán)簇。兩種納米團(tuán)簇的晶體都表現(xiàn)出優(yōu)異的光波導(dǎo)性能，它們的光損耗系數(shù)低于大多數(shù)有機、無機以及雜化材料。而且，這種光波導(dǎo)性質(zhì)在金屬納米團(tuán)簇中具有一定的普適性。

研究人員介紹，金屬納米團(tuán)簇光波導(dǎo)行為的發(fā)現(xiàn)為開發(fā)配體保護(hù)的金屬納米團(tuán)簇作為活性光波導(dǎo)材料奠定了理論基礎(chǔ)、開辟了廣闊的應(yīng)用前景，為構(gòu)建基于團(tuán)簇的小型化集成納米光子器件提供了支持。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1126/science.adh2365