Fabrication of photonic nanostructures from hexagonal boron nitride
对基于层状范德华（vdW）材料的器件的兴趣日益增长，推动了新的纳米制造方法的发展。六方氮化硼（hBN）是量子光子学和极化激元学研究中最有前途的材料之一。在这里，我们详细报告了一个有前途的nanofabelets过程中使用的混合电子束诱导蚀刻（EBIE）和反应离子蚀刻（RIE）技术制造几个hBN光子器件。我们强调RIE和EBIE的缺点和优点，并展示了实用的混合方法的悬浮和支持的器件结构与纳米级的功能和高度垂直的侧壁的制造。高品质的腔光学模式（Q~1500）的测量证明了所制造的设备的功能。我们的纳米纤维方法构成了基于hBN和其他分层vdW材料的集成单片量子光子学平台的进步。
2018-09-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Physics of quantum light emitters in disordered photonic nanostructures
纳米光子学的重点是光的控制和与物质的相互作用，通过复杂的纳米结构的帮助。通常，光子纳米结构是针对特定应用仔细设计的，并且任何缺陷都可能降低其性能，即，对不可避免的制造缺陷的作用的彻底调查对于任何应用都是必不可少的。然而，存在另一种纳米光子应用方法，其中制造无序用于通过增强光-物质相互作用来诱导功能。无序导致光的多重光的散射，这是统计光学的领域，其中光传播需要统计描述。本文综述了无序光子纳米结构的最新研究进展及其对量子光子学器件的潜在意义。
2017-04-19 physics.optics quant-ph
Fabrication of Nanostructured GaAs/AlGaAs Waveguide for Low-Density Polariton Condensation from a Bound State in the Continuum
激子-极化激元是由激子共振和光子腔模之间的强耦合产生的混合光物质态。作为玻色子激发，它们可以经历相变到凝聚态，该凝聚态可以发射相干光而没有粒子数反转。这方面使它们成为无阈值激光器的良好候选者，但短的激子-极化激元寿命使其难以在非常低的功率密度下实现凝聚。从这个意义上说，长寿命的光保护态是克服单片微腔有限镜反射率限制的最佳候选。在这项工作中，我们使用一个光子对称性保护的束缚态耦合到激子共振的连续，以实现最先进的极化激元凝聚阈值在GaAs/AlGaAs波导。最重要的是，我们展示了制造控制的影响，以及如何通过原子层沉积的表面钝化提供了一种方法来减少激子淬火在光栅侧壁。
2022-05-11 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Deterministic Bottom-Up Fabrication of Plasmonic Nanostructures on Optical Nanofibers via Blurred Electron Beam Deposition
本研究提出利用模糊电子束诱导沉积（BEBID）在光学纳米光纤上确定性制备铂纳米柱，克服机械脆弱性，实现亚20纳米精度，并展示定向发射能力，适用于量子光子学与传感。
2025-03-31 physics.app-ph physics.optics
Controllable Femtosecond Laser-Induced Dewetting for Plasmonic Applications
金属薄膜的去湿处理是制备等离子体功能纳米结构最常用的方法之一。然而，简单的热致去湿不允许在没有附加的光刻工艺步骤的情况下控制纳米结构的有序度。在这里，我们提出了一种新的方法，通过可控的飞秒激光诱导去湿光刻和等离子体纳米结构的大规模制造。该方法是基于飞秒激光表面图案化的薄膜，然后由纳米级流体动力学不稳定性，这被发现是非常可控的特定照射条件下。通过改变激光照射参数和薄膜厚度，实现了对纳米结构有序度的控制。这使我们能够利用该方法进行广泛的应用：共振光吸收和散射，传感和薄膜太阳能电池的潜在改进。
2015-12-10 physics.optics
Nanostructuring Optical Waveguides by Focused Ion Beam Milling. Near-Field Characterization
由于纳米结构的广泛应用，特别是在光子晶体中观察到的光子带隙效应，纳米结构已经成为一个引人注目的课题。然而，由于对结构的规则性、形状、孔深度等的精确要求，这种结构的制造仍然是一个挑战。电子束光刻允许对尺寸参数进行良好控制，但需要1步制造工艺。在我们的工作中，我们必须结合传统的带状负载波导（Si上的SiO2/SiON/SiO2）和尺寸完全不同的纳米结构。这强加了两步工艺，其中波导和纳米结构被连续地制造。我们有不同的方法来表征这些纳米结构。FIB处理期间和之后的直接方面控制可以通过FIB和SEM成像来实现。扫描近场光学显微镜（SNOM）是目前最有效的方法来测试在这样的表面结构中的引导约束通过检测倏逝场。
2008-01-26 physics.optics
Design, Fabrication and Characterization of nanoplasmonic lattice for trapping of ultracold atoms
芯片上的超冷原子阱增强了原子阱在量子信息处理、传感和计量中的实际应用。等离激元近场光学势是一种很有希望的原子囚禁方法。等离子体纳米结构和超冷原子的组合具有创建中性原子的二维阵列的潜力，其晶格间距小于由干涉光场创建的晶格--光晶格。我们报道了利用等离子体纳米结构设计、制作和表征中性原子的近场光阱纳米阵列。阵列的构建块是在ITO涂覆的玻璃基板的表面上制造的金属纳米盘。采用时域有限差分法数值模拟了纳米盘周围的电磁场分布，计算了$^{87}$ Rb原子的强度、光学势和偶极力。从制造的纳米结构产生的光学近场的实验特征在于通过使用近场扫描光学显微镜。我们发现当蓝失谐光场用于激发纳米结构时，光学势和偶极力具有捕获冷原子所需的所有特性。该阱可用于有效捕获和操纵孤立原子，也可用于产生具有亚光波长晶格间距的中性原子晶格。针尖对亚波长结构的影响会影响近场测量。我们提出了一种反褶积方法，从测量数据中提取实际的近场轮廓。
2018-10-24 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Non-utopian optical properties computed of a tomographically reconstructed real photonic nanostructure
针对理想化模型无法完整解释真实光子纳米结构实验结果的问题，提出以断层扫描重建的真实结构为输入，用DGFEM计算光学特性，纠正了理想化模型对内部场和LDOS的错误认知。
2024-08-29 physics.optics
Nanogap-Engineered Core-Shell-Like Nanostructures for Comprehensive SERS Analysis
本研究开发了一种无需洁净室的制备方法，制造具有亚10纳米可调间隙的核壳状等离子体基底，实现高均匀性（RSD 1.9%）和高增强因子（~10^6）的SERS分析，适用于多种分析物。
2024-12-18 physics.chem-ph physics.optics
Characterization of Two-photon Photopolymerization Fabrication using High-speed Optical Diffraction Tomography
双光子光聚合（TPP）最近已成为用于制造三维（3D）微米和纳米结构的流行方法。再现保真度的设计的微米和纳米结构的影响实验的写入条件，包括激光功率，曝光时间等，以确定适当的写入参数，表征的形态特征和表面粗糙度在实验过程中是必要的。TPP的传统表征方法，例如，扫描电子显微镜和原子力显微镜的速度有限，并且在没有侵入性方法的情况下不能研究内部结构。光学衍射层析成像（ODT）是一种新兴的无标记三维成像技术，其基础是以衍射极限分辨率重建物体的三维折射率分布。在这里，我们提出了一种非侵入性的解决方案，使用高速ODT技术来全面表征TPP制造的结构，这可以消除复杂的样品制备，例如荧光标记或金属涂层，并实现6 ms的完整3D测量时间。通过可视化和研究不同的TPP制造的结构，包括嵌入式螺旋和立方体，通过ODT系统，制造质量，包括3D形态特征、曝光水平和表面粗糙度。结果表明，我们的方法可以有效地提高TPP的制造质量和再现性，对纳米纤维界产生影响。
2022-07-10 physics.app-ph physics.optics
Scalable Lithium Niobate Nanoimprinting for Nonlinear Metalenses
提出基于纳米压印光刻的自下而上制备多晶铌酸锂纳米结构的方法，结合高非线性材料实现了首个铌酸锂超透镜，将非线性信号强度提高34倍。
2024-09-24 physics.app-ph physics.optics
Fabrication of ultra-smooth, high-aspect ratio, sub-10 nanometer nanostructures
本文提出一种基于低溅射产额碳掩模与聚焦离子束加工相结合的纳米制造工作流程，在多种材料平台上实现了超光滑、高深宽比的亚10纳米结构，将聚焦离子束铣削拓展至真正的亚10 nm尺度。
2025-02-05 physics.optics
Fabrication of three-dimensional high-aspect-ratio structures by oblique-incidence Talbot lithography
开发一种合适的生产方法的三维周期性纳米结构具有高的纵横比是一个越来越感兴趣的主题。对于大规模生产，Talbot光刻提供了许多优点。然而，一个缺点是光强度分布的最小周期受到所使用的衍射光栅的周期的限制。为了提高制造的纳米结构的纵横比，在本研究中，我们专注于使用塔尔博特效应产生的衍射波之间的多波干涉。我们提出了一种独特的曝光方法，通过控制紫外（UV）光源的入射角来产生相邻衍射级之间的多波干涉。利用时域有限差分模拟，我们得到了一个亚波长周期的条纹图案使用一维周期光栅掩模。此外，我们证明了这种方法的实际应用，通过使用UV光刻制造的亚波长周期性结构的纵横比为30毫米级的地区，表明其适合大规模生产。
2020-09-24 physics.app-ph physics.optics
Enhanced Absorption in Thin-Film Silicon Solar Cells Using a Broadband Plasmonic Nanostructure
King Abdullah University of Science and Technology (KAUST)（阿卜杜拉国王科技大学）
本文提出了一种宽带等离子体纳米结构，用于增强薄膜硅太阳能电池的光吸收效率，通过优化结构参数实现了96%的高吸收率，并展示了其在太阳能收集和光伏技术中的应用前景。
2025-06-19 physics.app-ph physics.optics
Dinosaur Photonic Crystal Cavity Interfaces for Color Center Coupling to Triangular Nanostructures
Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；Ferdinand-Braun-Institut gGmbH, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik（费迪南德·布劳恩研究所，莱布尼茨高频技术研究所）
本研究提出波纹状三角形Dinosaur光子晶体腔作为孔洞型光子晶体腔的替代方案，开发准无损耗锥形腔-波导界面实现Bloch模与波导模绝热转换，优化后可降低损耗并精确调控光与物质相互作用，适用于量子信息中色心与飞行光子量子比特耦合。
2025-10-30 physics.optics quant-ph
Multiperiodic magnetoplasmonic gratings fabricated by the pulse force nanolithography
提出了一种基于脉冲力纳米光刻技术的磁等离子体纳米结构制备新方法。它允许人们创建高质量的磁等离子体纳米结构，其具有比由电子束光刻制成的光栅更低的总损耗。该方法通过改变光栅参数（例如单个周期中的划痕深度或划痕数量）来提供SPP激发效率的控制。等离子体光栅的质量是通过横向磁光克尔效应来估计的，该效应对等离子体结构的精细度非常敏感。
2021-06-23 physics.optics
Machine Learning-Based Optimization of Chiral Photonic Nanostructures: Evolution- and Neural Network-Based Design
手征光子学开辟了新的途径来操纵光-物质相互作用，并通过纳米结构化非平凡图案来定制超表面和材料的光学响应。物质的手征性（如分子的手征性）和光的手征性（在最简单的情况下由圆偏振的手征性给出）在化学、纳米光子学和光学信息处理中的应用引起了广泛的关注。我们报告的手性光子结构的设计，使用两种机器学习方法，进化算法和神经网络的方法，快速，有效地优化介电超颖表面的光学特性。在过渡金属二硫属化物激子共振范围内获得的可见光的设计配方显示出反射光的圆偏振度的频率依赖性修改，其由左圆偏振强度和右圆偏振强度之间的差表示。我们的研究结果表明，采用二硫化钨作为可能的活性材料，如谷霍尔效应和光学谷相干性的功能，手性敏感的光-物质耦合方案的光学纳米图案化反射器的简便制造和表征。
2021-11-11 physics.app-ph physics.optics stat.ML
Large-Scale Bottom-Up Fabricated 3D Nonlinear Photonic Crystals
针对高效二阶非线性材料三维非线性光子晶体制备的技术局限，研究采用软纳米压印光刻在钛酸钡中实现自下而上制备的8层木堆结构3D NPhC，面积较现有水平大两个数量级，为该类材料制备提供新路径。
2023-10-05 physics.app-ph physics.optics
Design, fabrication, and spectral characterization of temperature-dependent liquid crystal-based metamaterial to tune dielectric metasurface resonances
可调谐介电亚表面纳米结构在光学应用中提供了令人难以置信的性能，这是由于其非凡的偏振可调谐性和在红外范围内以低损耗设计光的光的色散。在这篇文章中，我们设计和实验测量的全介质亚波长硅纳米粒子的可调谐性的帮助下，基于温度的折射率的液晶在电信制度。用数值软件模拟了由高介电纳米盘包围的双液晶（NLC）结构，用预取向材料组装，并通过傅里叶变换红外（FTIR）光谱进行了光学测量。模拟结果与实际测量结果相一致，表明该调谐器达到了30nm的可调谐性。利用各向异性的温度依赖性非线性电容器，以不同的速率对高介电纳米盘的电和磁共振模式进行剪裁。各向异性到各向同性液晶液晶的相位切换实现了全介电超颖表面的两种模式的光谱调谐，并且修改了超颖材料结构的光学响应的对称性。
2022-01-17 physics.app-ph physics.optics
Hierarchically structured, high-efficiency and thermally robust perovskite solar cells with band-engineered double-hole layers
针对MAPbI3基钙钛矿太阳能电池的界面失配、光吸收差和热不稳问题，提出含CuO/I2O5掺杂Spiro-OMeTAD双空穴层的层级椭球结构，经多物理仿真验证PCE达22.78%，兼顾光捕获与可制造性。
2025-09-03 math-ph math.MP physics.optics
