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2017-05-28 18:07 |
研究人員發(fā)現(xiàn)一種用電場控制光的技術
研究人員開發(fā)的技術通過使光與一個薄至原子級別的半導體相互作用來操縱光。 `^7:7Wr]=
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北卡羅來納大學的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種用電場控制光的技術。 L*g.
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“我們的方法類似于用于提供計算機計算能力的技術，”北卡羅來納大學材料科學與工程助理教授Linyou Cao說，他是關于這項工作的一篇論文的通訊作者。“在計算機中，電場被用來打開或關閉電流，這對應于二進制編碼的基礎——邏輯1和邏輯0。通過這個新發(fā)現(xiàn)，光可以被電場控制而變強或變?nèi)�，展開或聚焦，指向一個方向或其他方向。我們認為，正如電腦改變了我們的思維方式，這種新技術可能會改變我們觀看的方式。例如，它可能會使光變成任意圖案，這可能會應用于無眼鏡虛擬現(xiàn)實鏡頭和投影儀，動畫電影產(chǎn)業(yè)或偽裝�！� .dx
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用電場來控制光是困難的。光子，光的基本單元，是中性的——它們沒有電荷，所以它們通常不響應電場。相反，光可以通過調(diào)整材料的折射率來控制。折射率是指材料反射、透射、散射和吸收光的方式。你越能控制材料的折射率，你對與改材料相互作用的光的控制就越多。 Y5dD |]F |
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“不幸的是，很難用電場來調(diào)節(jié)折射率，”Cao說，“以前的技術最多只能改變0.1%到1%的可見光折射率�！� 5D,.^a1 A
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Cao和他的合作者已經(jīng)開發(fā)出一種技術，使他們能夠在一些半導體材料中改變可見光折射率的60%——比以前最好的結果要好兩個數(shù)量級。研究人員使用了一類被稱為過渡金屬硫化物膜的薄至原子級別的半導體材料。具體來說，他們使用了硫化鉬，硫化鎢和硒化鎢薄膜。 %#~((m1
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Cao說：“像將電荷施加到計算機芯片的晶體管上一樣，我們通過將電荷施加到二維半導體材料上，改變其折射率。使用這種技術，我們在可見光譜的紅光范圍內(nèi)實現(xiàn)了顯著的，可調(diào)的折射率變化。 eV"!/A2:N5
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目前，這項新技術允許研究人員將折射率改變60%以內(nèi)的任何數(shù)量——施加到材料的電壓越大，折射率的變化程度就越大。而且，由于研究人員使用的是在現(xiàn)有的計算晶體管技術中所使用的的相同的技術，所以這些變化是動態(tài)的，可以每秒進行數(shù)十億次。 o:2Q2+d
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“這種技術可能能提供像現(xiàn)代的計算機一樣快地逐個像素控制光的幅度和相位的的能力，”Yiling Yu說，她是北卡羅來納州立大學最近的畢業(yè)生，也是該文章的主要作者。 C5P$ &s\
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“這只是第一步，”Cao說，“我們認為，我們可以優(yōu)化該技術以實現(xiàn)更大的折射率的變化。我們還計劃探索這是否可以在可見光的其他波長工作。” .VT;H 1#
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Cao和他的團隊也正在尋找工業(yè)合作伙伴來為這項發(fā)現(xiàn)開發(fā)新的應用。
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