美國(guó)萊斯大學(xué)的工程師正在努力提高虛擬現(xiàn)實(shí)、3D顯示和光學(xué)技術(shù)的屏幕性能。他們的目標(biāo)之一是打破長(zhǎng)期以來(lái)的光學(xué)困擾：材料的光學(xué)吸收和折射光之間的權(quán)衡。

據(jù)報(bào)道，電氣和計(jì)算機(jī)工程副教授古魯拉·奈克（Gururaj Naik），以及出自應(yīng)用物理研究生項(xiàng)目的克洛伊·多伊�。–hloe Doiron）發(fā)現(xiàn)，黃鐵礦可以為可穿戴設(shè)備提供更好、更薄的顯示器。同時(shí)，他們開(kāi)發(fā)了一種用于識(shí)別高折射率電介質(zhì)的公式。

高折射率電介質(zhì)實(shí)現(xiàn)了光學(xué)組件的納米級(jí)集成，幾乎沒(méi)有吸收損耗。所以，高折射率電介質(zhì)在納米光子學(xué)中存在眾多的新興應(yīng)用前景。然而，缺乏完整的高折射率介電材料庫(kù)對(duì)理解介電納米光子學(xué)的全部潛力構(gòu)成了重大挑戰(zhàn)。

目前，半導(dǎo)體的吸收率和折射率表現(xiàn)出剛性權(quán)衡，亦即所謂的Moss Rule。因此，Moss Rule似乎設(shè)定了給定工作波長(zhǎng)下電介質(zhì)折射率的上限。然而，自然存在一系列超過(guò)Moss Rule的電介質(zhì)材料，亦即super-Mossian電介質(zhì)。

古魯拉·奈克和克洛伊·多伊隆等人探討了super-Mossian電介質(zhì)的一般特征及其物理起源，以便于尋找高折射率電介質(zhì)。作為一個(gè)例子，黃鐵礦是一種出色的super-Mossian材料，其指數(shù)比Moss Rule預(yù)測(cè)高出近40%。

他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中觀(guān)察了黃鐵礦納米諧振器中的局部介電共振，并證明了super-Mossian材料對(duì)納米光子學(xué)的影響。

他們已經(jīng)把研究發(fā)表在《Advanced Optical Materials》。其中，他們認(rèn)為黃鐵礦可以為可穿戴設(shè)備提供更好、更薄的顯示器。

值得注意的是，他們已經(jīng)建立了一種方法來(lái)尋找超越Moss Rule的材料，并為顯示器和傳感應(yīng)用提供有用的光處理性能。奈克表示：“在光學(xué)領(lǐng)域，我們依然局限于極少數(shù)材料。但自然存在非常多未知的材料，只是我們尚沒(méi)有找到任何關(guān)于如何找到它們的洞察�！�

例如，硅的折射率約為3.4，但我們開(kāi)始思考是否可以超越這一限制，將指數(shù)提高到5或10。這促使他們尋找其他光學(xué)選項(xiàng)。為此，他們開(kāi)發(fā)了一種公式來(lái)識(shí)別super-Mossian電介質(zhì)。

研究人員將他們的理論應(yīng)用到1056種化合物的數(shù)據(jù)庫(kù)中，并開(kāi)始搜索折射率最高的化合物，然后確定了黃鐵礦實(shí)驗(yàn)。與黃鐵礦一起的三種化合物確定為super-Mossian候選物，但黃鐵礦的低成本，以及在光伏和催化應(yīng)用中的長(zhǎng)期使用使其成為實(shí)驗(yàn)的最佳選擇。

因此，團(tuán)隊(duì)制作了光學(xué)級(jí)黃鐵礦薄膜。在實(shí)驗(yàn)中，所述材料的顯示折射率達(dá)到4.37。

然而，黃鐵礦只是一個(gè)開(kāi)始，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃繼續(xù)尋找高性能的材料。電氣和計(jì)算機(jī)工程副教授古魯拉·奈克評(píng)論道：“這太棒了。但是，我們或許可以，而且很可能會(huì)找到更好的材料。有非常多的候選材料，其中一些甚至還沒(méi)有制作出來(lái)。”