研究制備出超薄光滑連續的金納米薄膜

日前，吉林大學電子科學與工程學院先進光子學材料與器件研究團隊在金納米薄膜非線性光學性質的電調控，以及在寬調諧超快光纖激光器的應用方面取得新進展，相關成果發表于《自然·通訊》。

金納米材料，例如納米薄膜、納米粒子及超材料等，因其具有獨特的表面等離激元共振特性，可以極大地增強材料的線性和非線性光學響應，使其在非線性光學、量子光學、納米光學和生物醫療等領域展示出前所未有的可能性。通過對金納米材料施加電壓，利用電熱效應或電場效應可以調節其中的電子-聲子散射與自由電子濃度，實現對其光學性質的調控，有望構建電調控非線性光學器件，從而進一步拓展其應用領域。然而，由于金材料中的自由電子濃度nB過高，這使得對其光學性質的電壓調控變得非常困難。目前，超薄光滑連續的金納米薄膜制備技術仍不成熟，且其非線性光學性質的電壓調控研究尚屬空白。

針對上述問題，團隊進行了系統研究，通過引入銅晶種層制備出超薄光滑連續的金納米薄膜，利用電熱效應實現了對金納米薄膜三階非線性光學性質的電壓調控。當施加電壓在0~10V范圍內變化時，金納米薄膜中電子-聲子散射及光阻尼系數隨之變化。在此基礎上，團隊進一步研制出基于金納米薄膜的電調控全光纖可飽和吸收體，實現了鎖模光纖激光的波長調諧和鎖模狀態的切換。

該工作為主動控制非線性光學器件和超快光纖激光器件提供了一種新方法。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-024-50665-7