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石墨烯將光“壓縮”在單原子尺度內

房琳琳 發布時間:2018-04-25 10:31:00來源: 科技日報

據最近發表在《科學》雜誌上的一篇研究報告稱,西班牙巴塞羅那光子科學研究所(ICFO)研究人員創造了利用石墨烯限製光的最新紀錄。他們(men) 將光“壓縮”在單個(ge) 原子大小的空間內(nei) ,這一成果有助於(yu) 研發超小型光開關(guan) 、探測器和傳(chuan) 感器。

光可以作為(wei) 計算機芯片不同部分之間超快速通信的通道,也可以用於(yu) 超靈敏傳(chuan) 感器或片上納米激光器。科學家對於(yu) 進一步縮小控製和引導光的設備進行了大量研究。將光限製在極限空間內(nei) 的新技術一直在發展中,等離子體(ti) 約束就是限製光的途徑之一。此前研究發現,金屬可以將光壓縮到波長範圍(衍射極限)以下,但總是會(hui) 以更多的能量損失為(wei) 代價(jia) 。

此次,ICFO研究人員和葡萄牙米尼奧大學以及美國麻省理工學院的同行合作,構建了新的納米光學器件,包含了單層石墨烯和六方氮化硼的加工異質結構,以及一係列金屬棒。令人興(xing) 奮的是,僅(jin) 在一個(ge) 原子厚度的通道內(nei) ,等離子體(ti) 仍能被激發並自由擴散。

研究團隊負責人表示:“起初,我們(men) 的目的是尋找一種激發石墨烯等離子體(ti) 的新方法,但偶然發現,其結果是可以將光限製在更小範圍內(nei) 。因此,我們(men) 希望看看是否能獲得一個(ge) 原子的極限紀錄。”

研究人員設法打開和關(guan) 閉這種等離子體(ti) 激元,發現隻需施加電壓,就能在小於(yu) 1納米的通道中實現對光的引導和控製。

此前,沒有人認為(wei) 能達到將光限製在一個(ge) 原子內(nei) 的極限,該研究將開啟一係列全新的應用,例如光通信和納米尺度光學傳(chuan) 感器等。

(責編: 央卓)

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