NC州的物理进步导致原子规模更好地了解光学器件

北卡罗莱纳州立大学物理学家的一项进展提高了我们对光如何与物质相互作用的理解，并可能使新的集成电路技术的发展成为可能，从而产生消耗更少能源的更快的计算机。

杰出的大学教授David Aspisnes博士和博士后研究助理博士Eric Adles博士于4月15日发布了一篇论文物理评论B.关于二次谐波产生—，或者光的波长如何在与材料相互作用时缩短。编辑们在该杂志上强调这是一篇杰出的论文。

Aspnes解释说，这项研究可以用来进一步了解材料如何相互结合–，例如集成电路技术中的硅和下一代绝缘材料。这一进展的应用可以帮助研究人员选择和加工更均匀地与硅结合的材料，从而产生更快的计算机，更有效地利用能源。

adles表示，该研究允许科学家和工程师使用非线性光学光谱 - 通过物质反射，吸收或产生的光反射，吸收或产生以确定其物理性质 - 以获得原子规模的物质的更准确信息。例如，可以使用该研究来获得更好的数据属性，即“接口”的物理性质，其中一个原子厚层彼此两种材料键合。基本上，Adles表示，结果提供了可以由研究人员使用的“关键”来分析光谱数据。以前，科学家可以在界面上收集这些数据，但没有在原子规模上正确地解释它。

阿斯卡尼斯表示，该研究的目标是“改善我们对事情的理解，”还指出，它还使他人能够更好地分析数据，因此为制造商和行业科学家提供了更好地决定如何最好地移动的工具向前。

Aspnes是NC州的物理学教授和国家科学院成员。

- 船员 -

编辑:纸张的抽象随之而来。

各向异性键模型在非晶介质二次谐波产生中的应用

作者：Drs。Eric J. Adles和David E. Aspnes，北卡罗莱纳州立大学

发表:物理评论B, 2008年4月15日

文摘:作为分析来自玻璃结晶Si纳米球的二次谐波生成SHG的步骤，我们开发了一个各向异性键模型ABM，在物理上有意义的参数方面表达了SHG，并详细了解SHG对原子规模的基本物理学。非线性光学NLO响应经典通过光学的四个基本步骤计算：评估给定绑定站点的局部场，解决电荷加速的力方程，计算所得到的辐射，然后从所有电荷上叠加辐射。因为新兴的NLO信号是较小的级弱并且在与泵浦光束的波长不同的波长发生时，这些步骤是独立的。矛盾的是，NLO的处理比线性光学器件LO更简单，其中这些计算必须自始终完成。除了在粘合电荷上作用的anharmonic恢复力之外，ABM还通过包括完整的潜在贡献：延迟Rd，空间 - 色散Sd和磁性Mg效应来超越先前的粘合模型。还考虑横向以及纵向运动。我们应用ABM从高斯光束激励下的非晶材料获得SHG的分析表达。这些材料代表了一个有趣的测试用例，不仅是因为它们是普遍存在的，而且因为统治结晶材料的SHG响应和有序界面的anharmonic-Force贡献通过对称消失。剩余的贡献，并且因此SHG信号是LO响应和光束几何的完全函数，因此可用的唯一可用的新信息是键合闸级别的LO响应的各向异性。RD，SD和MG贡献都是相同的级别，因此无可以忽略。 Diffraction is important in determining not only the pattern of the emerging beam but also the phases and amplitudes of the different terms. The plane-wave expansion that gives rise to electric quadrupole magnetic dipole effects in LO appears here as retardation. Using the paraxial-ray approximation, we reduce the results to the isotropic case in two limits, that where the linear restoring force dominates glasses and that where it is absent metals. Both forward- and backscattering geometries are discussed. Estimated signal strengths and conversion efficiencies for fused silica appear to be in general agreement with data where available. Predictions that allow additional critical tests of these results are made.