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日本物理學家日前以實驗證明他們能夠操控光子晶體(photoniccrystal)中的自發輻射(spontaneousemission)。受激輻射(stimulatedemission)為激光器操作的基礎，而自發輻射卻會浪費光電器件中的能量。這項成果將有助于提升發光二極管(light-emittingdiode,LED)、半導體激光器及太陽電池(solarcells)的性能。日本京都大學的物理學家已經找到一種方法，不但抑制低自發輻射，還可從中提取有用的光。這個由SusumuNoda領導的研究小組將直徑為5nm的量子阱(quantumwell)，嵌進由磷砷銦化鎵(GaInAsP)制成的二維光子晶體中。該
光子晶體含有許多排列成三角晶格的空氣柱，再加上磷砷銦化鎵和空氣柱的折射率對比相當大，導致某些頻率范圍(稱為光子能隙photonicbandgap)內的光不能穿透此晶體。研究人員準備了空氣柱間距從350至500nm的樣品，并測量樣品所發射的光量。他們發現當樣品的發射光譜落在光子能隙內時，整體的自發輻射率會降至1/5。此外，由于二維光子晶體在垂直方向并無能隙存在，因此有些光子是延著垂直方向發射。整體而言，器件的發光效率獲得提升。Noda表示，在許多領域如光子學、照明、顯示、太陽電池甚至于量子信息中，自發輻射都是限制器件性能的瓶頸，而上述研究成果顯示，藉由抑制自發輻射并使其重新分布，半導體激光器、太陽電池、發光二極管及其它光電器件的性能都可能獲得提升。
（信息來源：機械電子頻道子站）
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