金纳米颗粒耦合NbSe₂薄膜

等离激元超快调控

通过金纳米颗粒等离激元近场耦合实现对NbSe₂超导电性的可逆光调制，无需接触即可高速开关超导态，为集成超导电路提供全光控方案。

Cheng, Guanghui · Lin, Meng Yeh · Li-Ying, Chen · Wang, Dongli · Qin, Wei · 张振宇 · Zeng, Chang-Gan

Nature Communications 2024

参数信息

调制因子

>40 %

光子通量

9.36×10¹³ s⁻¹mm⁻²

技术优势

调制深度超过40%

在共振等离激元激发下，NbSe₂的超导电性被显著抑制，调制因子在光子通量为9.36×10¹³ s⁻¹mm⁻²时超过40%。

厚度增加效应减弱

对于更厚的NbSe₂样品，等离激元对超导的调制效应显著减小，说明近场耦合的有效穿透深度有限，为器件设计提供了厚度选择依据。

实现可逆超导开关

在该体系中实现了一个可逆的等离激元驱动超导开关，验证了该机制用于超导电子学的可行性。

应用场景

• 超导电子器件：全光控超导开关为集成超导电路提供非接触高速调控方案。
• 光控超导开关：利用等离激元近场耦合实现超导态的可逆调制，可直接用于光控开关。
• 超导传感器：高效光调制超导态有望用于高速光探测或超导传感器。
• 等离激元器件：金纳米颗粒等离激元作为调制媒介，拓展了等离激元在超导领域的应用。