科技日报讯（记者张佳欣）据最新一期《天然 纳米技能》杂志报导，奥地利格拉茨工业年夜学、美国哈佛年夜学及患上克萨斯年夜学奥斯汀分校研究职员开发出一种新型超外貌布局，将半导体层与纳米布局联合，光转换效率较以往质料提高约7.2万倍。这一结果有望鞭策电信及量子技能成长。

现代光纤通讯收集使用光的线性流传特征通报信息。但对于在繁杂计较、量子技能及量子暗码学，以和用在高精度丈量的光频率梳等运用而言，仅依赖光的线性流传还有不敷，需要使用非线性极化，让光子之间可以或许彼此作用并互换信息。

传统上，人们凡是利用铌酸锂等晶体布局实现光波的非线性耦合。但这类要领需要较年夜的质料体积及较高的光能量，这限定了相干器件的微型化及运用。这次研究的出发点，是团队开发出的一种非凡半导体质料。他们使用份子束外延技能，制备出纳米标准的砷化镓及铝镓砷半导体层，此中包罗非对于称耦合的量子阱。量子阱可以或许限定电子的运动，使其形成量子化能级。因为量子阱颠末非对于称设计，电子遭到光照后会偏向在向一个标的目的运动。由此孕育发生的非线性电子振荡，可让差别光波之间越发高效地发生彼此作用。

不外，要充实阐扬这类质料的作用，光需要沿着与半导体层平行的标的目的流传。为解决这一问题，团队于半导体层上方构建了一层超外貌。超外貌由根据棋盘状图案摆列的二氧化钛纳米柱构成，每一根纳米柱仅有数百纳米巨细。它可以转变光的流传标的目的，使光沿着半导体层流传，从而充实阐扬质料的非线性特征。

试验发明，当光垂直照射器件时，因为几何布局的对于称性，光场会彼此抵消，险些没法孕育发生二次谐波。研究职员只需将器件歪斜约0.3度，就能打破这类对于称性，使非线性极化患上以高效孕育发生。

更高的转换效率象征着将来有望制造尺寸更小、能耗更低的光学器件，例如降低数据中央内部计较机之间信息传输的能耗。这项技能还有可能运用在集成光子学以和年夜范围数据处置惩罚等范畴。