宽带隙相变材料调控可见光子学

摘要： 光会与波长相近尺度的结构发生强烈相互作用，对于可见光而言通常是纳米级特征结构。然而这些纳米结构的光学响应通常在制造过程中就已固定。相变材料能在纳秒级时间内调控这些结构的特性。迄今为止，主动式相变光子学所使用的材料对可见光有强烈吸收，这限制了它们在可见光波段的应用。相比之下，Sb2S3是一种未被充分研究的相变材料，其带隙可在可见光谱范围内调节（2.0至1.7电子伏特）。这种可调带隙被刻意与光学谐振器耦合，从而使其能针对Sb2S3可逆的结构相变在可见光谱产生显著响应。研究表明，这种光学响应既能通过光学方式也能通过电学方式触发。本文报道的基于Sb2S3的高速可重构光子器件，有望在未来智能光子系统、全息显示器和微型光谱仪中得到广泛应用。