二维光子学是光学器件发展的关键，与传统介质波导的导波原理不同，基于二维多边形微晶体和一维分支微晶体作为介质，可以实现在微/纳米尺度上限制光子/电子的光波导沿着不同的方向传播，使得波导的横向与纵向尺寸大大减小，有利于光子器件的尺寸达到微电子器件的尺寸水平，从而实现集成光路和微电子电路的高级混合。
随着信息时代的到来，构建具有路由和传输信息的集成光电子电路成为研究的前沿热点。这些多边形和一维分支结构的多功能有机半导体在微纳米尺度上具有二维光波导特性，并且可以在超致密芯片尺度上集成到平面光子/电子系统中，为微激光器、调制器和光耦合器等超致密光电应用奠定坚实的基础，这使得具有二维光波导特性的有机微纳米晶体引起了大家的广泛研究兴趣。二维光波导的研究仍处于起步阶段。由于它们所基于的微结构不同，因此有望表现出与一维光波导不同的波导行为。此外，由于基于多边形结构和一维分支结构的二维光波导更适合于控制定向波导的应用，将相关研究从固体一维纳米棒/纳米线/纳米管扩展到多边形结构具有重大的科学意义。
Advanced Optical Materials最近发表了由山东理工大学蔺红桃副教授、陈淑海教授与苏州大学王雪东教授共同撰写的综述文章“2D Optical Waveguides Based on Hierarchical Organic Semiconductor Single Crystals”(DOI: 10.1002/adom.202101481)。该综述文章系统地介绍了近十年来所报道的影响多边形和分支有机晶体光波导介质制备的作用力、方法和其中有趣的对称/不对称二维光波导现象的研究进展。多级低维晶体的制备方法包括溶剂挥发法、蒸汽运输技术、空中升华法、聚合物涂层技术等方法。此外，该综述文章讨论了三种不同类型的不对称光波导行为，例如，M-DFCs微晶体是由于两个相反边缘的输出角度不同；在DPEpe-F4DIB的微晶体中，是因为全反射不沿[010]方向发生；AMN微晶体中的不对称光波导是由晶体中的分子堆积模式引起的。到目前为止，关于有机微晶中光子各向异性传输形成非对称光波导的报道较少，但非对称光波导对于实现在光电场的应用具有重要价值，因此迫切需要进一步研究非对称光波导的机理，通过合理设计非对称光波导的分子填充模式来实现不同的光波导。
上述研究工作得到了国家自然科学基金项目(21703148、21971185)等项目的支持。
WILEY
论文信息：
2D Optical Waveguides Based on Hierarchical Organic Semiconductor Single Crystals
Yingxin Ma, Yi Zong, Huiling Yin, Hongtao Lin*, Shuhai Chen*, and Xue-Dong Wang*
Advanced Optical Materials
DOI: 10.1002/adom.202101481
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.202101481
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