研发报告详细内容

纳米光的开启和关闭

材料来源：compoundsemiconductor

哥伦比亚大学的研究人员发现了一种在超小规模上对光进行编程的方法

哥伦比亚大学研究小组开发了一个独特的平台，对2D半导体WSe₂进行编程，产生超出常规需求的成像能力。该研究于2月4日发表在《科学》杂志上。

纳米光是指可以进入想象中最小长度尺度的光，因此这项发现是控制纳米光进程中的重要一步。这项工作还为光量子信息处理领域提供了见解，该领域旨在解决计算和通信中的难题。

Aaron Sternbach是哥伦比亚大学的博士后研究员，也是这项工作的首席研究员，他说：“我们利用超快纳米级显微镜发现了一种用光控制晶体的新方法，可以随意打开和关闭难以捉摸的光子特性。这种影响是短暂的，仅持续万亿分之一秒，但我们现在可以清晰地观察到这些现象。”

自然界为光线的聚焦设置了限制。即使在显微镜中，两个不同的物体如果比这个限制更接近，就会看上去是一个物体。但是在一类特殊的分层晶体材料（称为范德瓦耳斯晶体）中，这个规则有时会被打破。在这些特殊情况下，光可以在这些材料中被无条件地限制，甚至可以清晰地看到最小的物体。

在实验中，哥伦比亚大学的学者研究了范德瓦耳斯晶体WSe₂，由于其独特的结构和与光的强相互作用，该晶体的在电子和光子技术中潜在集成性备受关注。

当科学家用光脉冲照亮晶体时，他们能够改变晶体的电子结构。由光开关事件产生的新结构让一些非常不常见的事情发生了：纳米级的超细微可以通过晶体传输并在其表面成像。

该报告展示了一种控制纳米光流的新方法。在纳米级的光学操作，或纳米光子学，已经成为一个重要的研究领域，研究人员正在寻求方法来满足日益增长的技术需求，这些技术远远超出了传统光子学和电子学的范围。

哥伦比亚大学希金斯物理学教授，该论文的资深作者Dmitri Basov认为，该团队的发现将引发量子物质研究的新领域。

他说：“激光脉冲使我们能够在这种原型半导体中创建新的电子状态，即使只有几皮秒。这一发现使我们朝着在新材料实现光学可编程量子相的方向继续努力。"

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