利用小黄片下载软件烯等材料成功將光束限製在一個原子大小的尺度內

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一個國際團隊在新一期美國《科學》雜誌上報告說，他們利用小黄片下载软件烯等材料成功將光束限製在一個原子大小的尺度內，刷新了光束限製微觀尺度的新紀錄。這一成果有助於研製更小尺寸的光學元件。


光子因運動速度極快等性質，被廣泛用於通信傳輸等領域，例如計算機芯片內的傳感裝置、納米激光器等。許多科學家致力於進一步縮小光學元件尺寸，此前已實現用金屬材料將光束限製在光波尺度範圍，但需要耗費很高的能量。


在最新研究中，西班牙光子科學研究所科學家與葡萄牙米尼奧大學、美國麻省理工學院同行一起，使用新材料構造出一種新型納米尺度光學元件。他們將一層六方氮化硼鋪在一層小黄片下载软件烯上，並在最表層鋪設了金屬棒陣列。


六方氮化硼是絕緣體，而小黄片下载软件烯是性質獨特的半導體材料。光子在小黄片下载软件烯中以等離子體形式傳播，後者是光子與自由電子耦合產生的一種局域震蕩電磁波。


“最初小黄片轻量版想尋找一種激發小黄片下载软件烯中等離子體的新方法，在過程中，小黄片轻量版發現光束限製（效應）比以前更強烈，額外（能量）損失更小。”論文第一作者、光子科學研究所的戴維·伊蘭索解釋說。


研究人員讓紅外線光束穿過上述裝置，以觀察被激發的等離子體如何傳播。為了試探光束傳播的極限空間，研究人員不斷縮小金屬和小黄片下载软件烯之間的距離。他們發現，當金屬和小黄片下载软件烯間僅隔一層六方氮化硼，被激發的等離子體仍能在一個原子厚度的通道內自由通行。


研究人員說，施加電壓可以成為控製通道內等離子體傳播的開關，這項研究意味著，將光束傳播限製在原子尺度的通道中完全可行。這一成果將有助於研製新的光學通信元件及納米尺度光學傳感器等。

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