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摘要:《物理评论快报》提供的一幅插图显示了一束从量子镜反射出来的光。激发激子MoSe2作为反射镜工作,因为电子在材料核周围的行为非常特殊。MoSe2周围的电子在受到特定波长的光照射时特别容易表现出这种行为。附近,带负电的电子吸引这些假粒子,在某些情况下,与它们配对形成奇怪的量子力学物体,称为激子。,但是,研究人员写道,MoSe2的作用不仅仅是一个小反射镜。根据施加于物质上的电荷,MoSe2的反射率会上升或下降。
两个独立的科学家团队建造了世界上最薄的镜子:二硒化钼(MoSe2)片,每一个都只有一个原子宽。
反射镜同时在哈佛大学和苏黎世量子电子学研究所开发,并在星期四(1月18日)发表在《物理评论快报》杂志上的一对论文中进行了描述。研究人员说,这些工程上的特技突破了这个物理宇宙中可能存在的极限。
尽管接近了一个物体在物理定律下可能拥有并保持反射的最小厚度,但是这些小镜子反射了大量的光。第一篇论文说,安装在硅基上的哈佛镜子反射了85%的光线。苏黎世镜,安装在硅石(氧化硅的形式),反映了41%,瑞士研究所说。两个反射镜都反射780纳米范围的光线,呈深红色。[除了硅:8种你从未听说过的化学元素]
这项工程壮举本身就很有趣。但研究人员写道,他们的薄反射镜可能很有用,在使用激光束传输信息的非常小的、专门的传感器和计算机芯片中发挥着重要作用。
激发激子MoSe2作为反射镜工作,因为电子在材料核周围的行为非常特殊。正如2017年9月发表的前一篇论文所描述的,这种物质往往在其电子场(电子可以绕轨道运行但不存在电子的区域)中形成间隙,
将光子或光粒子粉碎到原子中,电子很有可能从低能轨道跳到高能轨道。一旦发生这种情况,在电子场中就会形成一个称为“电子空穴”的间隙。MoSe2周围的电子在受到特定波长的光照射时特别容易表现出这种行为。
电子是带负电荷的量子物体。原子核中的质子带正电荷。所以,这是一个棘手的问题,那些电子空穴承担了原子核中质子的一些正电荷。这使得空穴的行为有点像粒子,尽管它们实际上是没有粒子的。
附近,带负电的电子吸引这些假粒子,在某些情况下,与它们配对形成奇怪的量子力学物体,称为激子。这些激子会发出自己的光,干扰入射光,并将其发回原来的样子——就像你浴室里的镜子一样。
镜子调谐这些超薄镜子被证明有很多现实世界的潜力。光电工程师——在微型光学芯片、光纤网络和其他依赖于严格控制光子小光束的设备上工作的人——甚至可以受益于一个只有一个原子宽的普通反射镜。
,但是,研究人员写道,MoSe2的作用不仅仅是一个小反射镜。根据施加于物质上的电荷,MoSe2的反射率会上升或下降。苏黎世的研究小组写道,这种开关效应发生得非常快,足够快,以便在一些高速计算应用中发挥作用。
最初发表在Live Science上。
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