材料百态

金属纳米团簇光波导示意图。安徽大学供图

光波导是实现光电集成和光子集成的关键。近日，安徽大学先进材料原子工程研究中心教授朱满洲、副教授陈爽科研团队发现了金属纳米团簇中的光波导行为。这是在金属纳米团簇材料中发现的重要光传播新现象，丰富了有源光波导和偏振发光材料的研究。相关论文日前发表于《科学》。

研究团队发现，配体保护的两种金属团簇材料具有优异的光波导性能，光损耗系数低于大多数无机、有机和杂化材料。其研制的两种金属团簇的晶体排列和分子取向导致极高的极化比，为有源波导和极化材料家族增添了新成员，在信息储存、集成光学等领域具有潜在应用前景。

光波导具有抗干扰能力强、保真度高等特点，广泛应用于光电调制器、光子耦合器、光子电路等领域。目前，多种光子纳米结构被开发用作光波导材料，但它们仍存在光学损耗高和制造工艺复杂等问题。而配体保护的金属纳米团簇具有原子精确的结构、良好的光学性质和较大的斯托克斯位移，这些特点使其非常适用于光电器件。因此，金属纳米团簇特别适合用作光波导材料。

此次研究中，研究人员设计并合成了具有橙色和红色发光的Pt1Ag18和AuxAg19-x纳米团簇。两种纳米团簇的晶体都表现出优异的光波导性能，它们的光损耗系数低于大多数有机、无机以及杂化材料。而且，这种光波导性质在金属纳米团簇中具有一定的普适性。

研究人员介绍，金属纳米团簇光波导行为的发现为开发配体保护的金属纳米团簇作为活性光波导材料奠定了理论基础、开辟了广阔的应用前景，为构建基于团簇的小型化集成纳米光子器件提供了支持。（记者王敏）

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