关于光子晶体

人类科技的进步从根本上说，就是一个对各种材料性质的理解逐步深入的过程，更进一步，这一过程还表现在人类可以根据自己的需要改变和控制材料的性质。二十一世纪是信息技术广泛普及的时代。在过去的几十年里，对半导体技术的深入研究和广泛应用直接推动了信息产业的迅速发展。但当前半导体的发展遭遇瓶颈问题，半导体集成电路在速度和效率的提高上受到量子效应及电子自身之间相互作用的限制，半导体器件的能力已接近极限。为了减少这些不利因素的影响，科学家们正寻求将光子代替电子作为信息的载体。光子与电子相比有几个优点：首先，光子比电子具有更高的传输速度；其次电介质材料的带宽比金属的带宽高得多，例如光导纤维带宽的数量级在GHz，而普通电话线的带宽在KHz。因此，光子单位时间传导信息量要比电子大得多，而且光子之间相互作用影响小，因而能量损耗小。所以光子技术则是突破这些限制的有效手段之一，不过传统的光学器件与电子集成器件相比，要笨重成千上万倍。如果光学器件也能像电子器件一样集成化，那么光电集成线路就将使信息技术产业发生巨大变革。解决这个问题的关键，在于开发和研究一种新型的人工材料——光子晶体。它将成为二十一世纪最具潜力的新型材料。 半导体的第三代突破很可能就在光子晶体这条路上。