MIT：可控光波材料，调节光波 So easy!

2015-6-10 13:25| 发布者: 高华华| 查看: 1297| 评论: 0|来自: 研发埠

摘要: 研究人员发现可以通过将两个不同的2-D材料的作用，从而调节光波。

（译者：金庸）
研究人员已经找到一种可以结合两种不同性能的材料来制造出一种可控光波的材料。据说，这种材料可以生产出一种新的可探光的、可控制系统热量及高分辨图像设备。

       最新的研究成果发表在《纳米快报》上，研究人员将单原子层的石墨烯沉积在一个二维的六边形的碳化硼(hBN)上。这项工作由MIT的机械工程系的副教授Nicholas Fang和研究生Anshuman Kumar、IBM公司的T.J. Watson研究中心、香港理工大学及明尼苏达大学共同完成的。
尽管这两种材料的结构相似——都是由原子构成的六边形形状，但是他们与光的相互作用都是不同的。然而，研究人员发现，这些相互作用都是互补的，在他们的协同作用下，可以达到控制光的效果。
       Fang说：“在石墨烯上施加一个特殊的电压后，混合材料可以阻挡光的传播，与此同时可以让一种特殊的光可以透过和传播，这被称为‘两面性’ 。一旦施加一个不同的电压，在之前的光学系统中就不会看到这一现象了。”这一现象得到的结论之一是这薄薄的一层膜可以与光发生强烈的相互作用，通过改变电压从而可以改变光束的传播方向。
Fang说：“这提供了一种新的可以接受和传播光的一种方式特殊的光学材料具有很大的光学应用价值。”许多研究人员看到了改进的光学电子元件来用作构建高效的计算和成像的系统。
       光和石墨烯相互作用可以产生一种叫做离子态的颗粒，然而光和碳化硼相互作用可以参数光子。Fang和他的同事们认为如果将这两种材料以某种方式混合在一起，离子态和光子相互作用可以产生一种较强的作用。
       研究结果表明：“石墨烯的可以精确的控制光，然而碳化硼可以控制光的传播方法和大小。这两种材料的混合就产生了新的“超级材料”——这种材料可以具备以上两种材料的优点！“
       IBM的研究人员Phaedon Avouris，同样也是研究论文的合作者认为：“这两种材料的混合体产生了一种独特的可以控制光学过程的性能！”
       Kumar说：“混合的材料创造出一种和谐的系统，这种系统可以适应某种特殊光波的传播，我们正在着手研究一些特殊的频率的光波，让这些光波通过，让别的不通过！”
       Fang说：“这些性能可以创造出小的光学导波管，尺寸大约在20纳米左右——这尺寸与最小微芯片的结构尺寸类似。基于这种方法生产出的芯片可以在单一设备上结合光学性能和电子性能，而且比起让两种分别具有光学性能和电子性能的设备粘合在一起的损失还要小很多！”
       ”IBM 和明尼苏达大学的一位合作研究人员Tony Low说：“我们的工作可以为2D异质结构的材料的工程光学性能研究提供基础理论研究。”
       Fang说：“另一个潜在的应用是可以改变表面光束的位置。因为材料本身表面就是近红外的波长，这可以改变近红外光谱表面的传播方向。如果在这种混合材料的表面放上混合材料，这就可以可以看清楚单分子。”
       没有参与这一研究工作的卡耐基梅隆大学的机械工程系助理教授Sheng Shen说：“这项工作在理解石墨烯与碳化硼之间的相互作用迈出了重要的一步。这项工作对于理解和发展基于石墨烯和碳化硼的光电子或者光子器件的设备具有很重大的意义。这会对于设计诸如此类的产品起了指导性的作用。对于这项重大的理论工作的研究，我本人很感兴趣！”
香港理工大学的Kin Hung Fung也参与了研究。这项工作得到了国家科学基金和空军科学研究办公室的资助。
译自：http://newsoffice.mit.edu/2015/tuning-light-waves-with-2-d-materials-0520

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