纳米激光器在片上光源和光学条形码粒子方面都有巨大的潜力。哈佛医学院Seok Hyun Yun展示了在红色光谱范围内直径低至360 nm(高度198 nm)的超小型InGaP和InGaAsP盘激光器。
本文要点
(1)首先,研究展示了使用紫外步进光刻和等离子体灰化方法在晶片规模上制造由InGa(As)P半导体制成的圆形纳米盘。该方法具有可扩展性,可满足在晶片规模上生产大量不同颜色的纳米盘以标记生物细胞的需求。
(2)其次,研究在660 nm左右的光学波长下,在直径小至460 nm(198 nm高)的柱上实现了亚波长纳米激光器的室温激光发射。与先前通过电子束光刻制造的InGaP量子阱盘相比,尺寸减小了约40%。
(3)研究通过表面等离子体激元在金衬底的帮助下进一步推动尺寸减小,并演示了直径为360nm的圆盘发射激光行为。使用两种半导体增益材料和直径变化的组合,研究展示了在80nm光谱带宽上从大量纳米盘LP发射激光。因此,涂有生物相容性二氧化硅壳并用聚乙烯亚胺(PEI)表面功能化的多色纳米盘LP有望用于展示各种生物细胞的光学条形码。
Debarghya Sarkar, et al. Ultrasmall InGa(As)P Dielectric and Plasmonic Nanolasers. ACS Nano. 2023
DOI:10.1021/acsnano.3c04721
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c04721