金屬納米團簇光波導示意圖。 安徽大學供圖

本報訊（記者王敏）光波導是實現光電集成和光子集成的關鍵。近日，安徽大學先進材料原子工程研究中心教授朱滿洲、副教授陳爽科研團隊發現了金屬納米團簇中的光波導行為。這是在金屬納米團簇材料中發現的重要光傳播新現象，豐富了有源光波導和偏振發光材料的研究。相關論文日前發表于《科學》。

研究團隊發現，配體保護的兩種金屬團簇材料具有優異的光波導性能，光損耗系數低于大多數無機、有機和雜化材料。其研制的兩種金屬團簇的晶體排列和分子取向導致極高的極化比，為有源波導和極化材料家族增添了新成員，在信息儲存、集成光學等領域具有潛在應用前景。

光波導具有抗干擾能力強、保真度高等特點，廣泛應用于光電調制器、光子耦合器、光子電路等領域。目前，多種光子納米結構被開發用作光波導材料，但它們仍存在光學損耗高和制造工藝復雜等問題。而配體保護的金屬納米團簇具有原子精確的結構、良好的光學性質和較大的斯托克斯位移，這些特點使其非常適用于光電器件。因此，金屬納米團簇特別適合用作光波導材料。

此次研究中，研究人員設計并合成了具有橙色和紅色發光的Pt1Ag18和AuxAg19-x納米團簇。兩種納米團簇的晶體都表現出優異的光波導性能，它們的光損耗系數低于大多數有機、無機以及雜化材料。而且，這種光波導性質在金屬納米團簇中具有一定的普適性。

研究人員介紹，金屬納米團簇光波導行為的發現為開發配體保護的金屬納米團簇作為活性光波導材料奠定了理論基礎、開辟了廣闊的應用前景，為構建基于團簇的小型化集成納米光子器件提供了支持。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1126/science.adh2365