量子点-等离激元复合型光子逻辑器件原理与实现

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11704017
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    28.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2206.微纳光学与光子学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Plasmonic logic devices could be widely applied in optical computing, ultrafast information processing. However, the propagation loss in plasmonic devices is quite high, which has limited the extinction coefficient and the integration of the plasmonic logic devices. In this research, based on the logic gates in plasmonic slot waveguides the applicant has realized, a new model of plasmonic logic gates is established in quantum dot-plasmonic composite waveguides, in which the florescence of quantum dots will provide loss compensation in the plasmonic waveguides. The energy and charges transfer between the quantum dots and plasmonic waveguide will be deeply studied, in order to increase the compensation efficiency. Based on these composite plasmonic waveguides, various plasmonic logic gates will be realized, such as XOR gates, XNOR gates, with more steady signal and higher extinction coefficient. The influence of optical characteristics of the quantum dots to the signal of the logic gates will be also studied. Two and even more plasmonic logic gates will be cascaded to achieve more complex logic devices, such as half-adder, parity checker. This research is helpful to deeply understand the interaction between quantum dots and plasmonics, will improve the optical performance of the plasmonic photonic devices, and encourage the integration of nanophotonic devices and its application in optical calculation and optical interconnection networks.
表面等离激元光子逻辑器件在光计算、超高速信息处理等领域具有重要应用,但等离激元模式较强的传输损耗限制了逻辑器件信号对比度和器件集成化。针对这一问题,本项目在申请人此前对等离激元槽波导逻辑门的研究基础上,建立量子点-等离激元复合型光子逻辑器件模型,利用量子点荧光实现对表面等离激元逻辑器件中能量损耗的补偿;深入研究量子点与等离激元波导间的能量、电荷转移机理,进而提高量子点荧光对等离激元波导损耗的补偿效率;在此基础上实现表面等离激元全光异或门、同或门等多种光子逻辑门,提高逻辑门的信号对比度和稳定性,并研究量子点光学特性对逻辑信号的影响;进一步将两个乃至多个等离激元全光逻辑门级联,实现半加器、偶校验器等具有更复杂逻辑功能的光子逻辑器件。本项目的研究有利于深入了解量子点与等离激元相互作用的机制,提高等离激元纳米光子器件的光学性能,促进纳米光子学器件的集成化及其在光信息处理、光互联网络中的应用。

结项摘要

针对离激元模式较强的传输损耗对逻辑器件信号对比度和器件集成化的限制,提出了量子点-等离激元复合型光子逻辑器件模型,通过聚焦离子束刻蚀结合电子束曝光模板填充和套刻技术,制备了量子点-等离激元逻辑器件,利用量子点荧光实现对等离激元逻辑器件中能量损耗的补偿,实现了高信号对比度的复合结构全光逻辑门,研究有利于提高等离激元纳米光子器件的光学性能,促进纳米光子学器件的集成化及其在光信息处理、光互联网络中的应用。项目同时研究了杂化等离激元模式的超快动力学弛豫过程,讨论了杂化等离激元结构几何间隔对弛豫动力学过程的影响,对实现超快响应的全光逻辑运算具有指导意义。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Distributed feedback organic lasing in photonic crystals
光子晶体中的分布式反馈有机激光
  • DOI:
    10.1007/s12200-019-0942-1
  • 发表时间:
    2019-11-07
  • 期刊:
    FRONTIERS OF OPTOELECTRONICS
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Fu, Yulan;Zhai, Tianrui
  • 通讯作者:
    Zhai, Tianrui
Plasmon-induced transparency effect for ultracompact on-chip devices
超紧凑片上器件的等离激元诱导透明效应
  • DOI:
    10.1515/nanoph-2019-0093
  • 发表时间:
    2019-07-01
  • 期刊:
    NANOPHOTONICS
  • 影响因子:
    7.5
  • 作者:
    Niu, Xinxiang;Hu, Xiaoyong;Gong, Qihuang
  • 通讯作者:
    Gong, Qihuang

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其他文献

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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