本周快讯

第一作者：Artiom Skripka

通信作者：Emory M. Chan & Daniel Jaque, P. James Schuck, Bruce E. Cohen

通讯作者单位：The Molecular Foundry, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA, USA

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41566-024-01577-x

导读

光学双稳性是光学逻辑、存储与计算的关键，指材料在相同输入下呈现两种稳定光学输出。当前研究多聚焦体材料或复杂外部结构体系，限制了其在纳米器件中的应用。纳米级光学双稳性材料的开发，不仅需要具备显著的非线性光学性能，还必须摆脱对不可控热效应的依赖。本研究提出光子雪崩机制实现内在光学双稳性新思路，以 Nd³⁺掺杂的 KPb₂Cl₅低声子能量纳米颗粒为对象。深入探究发现其有高对比度、显著迟滞效应的双稳态发光，由 Nd³⁺离子非热正反馈驱动，非传统热效应。基质低声子能量抑制非辐射弛豫，实现高阶非线性光学响应，还精准调控迟滞宽度与切换阈值，双激光方案展示低功率、高效率光学开关性能。未来，该研究为相关领域提供新材料，为纳米光子器件高密度集成奠基。借助新材料有望缩小尺寸、压窄线宽，拓展至生物医学、光通信等领域，推动纳米光学发展。

快读

图文

图1 | 强耦合的等离子体和半导体偶极模式

图2 | 半导体-金纳米器件的特性

图3 | 半导体激光“瀑布”模型

图4 | 激光阈值和远场发射对粒子尺寸的依赖

图5 | 等离子体激光粒子和细胞内激光

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