研究人員實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)粒子成像
[attachment=77496] uz3cho'
上圖演示了研究人員是如何生成半光、半物質(zhì)的準(zhǔn)粒子的，即一種稱為激子極化激元的物質(zhì)。從左上方的激光照射在一個(gè)瞄準(zhǔn)了扁平半導(dǎo)體的納米成像系統(tǒng)的尖端上。半導(dǎo)體上的紅圈是與準(zhǔn)粒子相關(guān)的波。 #(] D ]f[@
Zhe Fei指著電腦屏幕上相垂直的亮的和暗的線。這種納米圖像，他解釋說(shuō)，顯示出與半光半物質(zhì)有關(guān)的波，半物質(zhì)準(zhǔn)粒子會(huì)在半導(dǎo)體內(nèi)移動(dòng)。 @[^ 3y C#
(
fFrX_K]
“這些波就像水波一樣，”愛(ài)荷華州立大學(xué)物理和天文學(xué)助理教授Fei說(shuō)，他是美國(guó)能源部艾姆斯實(shí)驗(yàn)室的一名同事�！熬拖癜咽^扔到水面上會(huì)看到波浪一樣。但這些波是激子極化激元”。 Ijh RSrCv
]TrJ*~
激子極化激元是一種光和物質(zhì)的組合。像所有的準(zhǔn)粒子那樣，它們?cè)谝环N固態(tài)中被創(chuàng)造出來(lái)，并且擁有其物理性能如能量和動(dòng)量。在這項(xiàng)研究中，他們通過(guò)照射激光到一個(gè)對(duì)準(zhǔn)在鉬硒化物（MoSe2）薄片上的納米成像系統(tǒng)的尖端，而這種層狀半導(dǎo)體能夠支持激子。 i;HXz`vT7
N<JI^%HBgP
當(dāng)光被半導(dǎo)體吸收時(shí)會(huì)形成激子。當(dāng)激子與光子形成強(qiáng)烈的耦合對(duì)時(shí)，它們就會(huì)產(chǎn)生激子極化激元。 =9&2udV1
"5JMk
-2k
這是學(xué)者對(duì)激子極化激元的實(shí)空間圖像的首次演示。Fei說(shuō)，過(guò)去的研究項(xiàng)目使用的光譜研究記錄在光學(xué)光譜激子極化激元共振峰或凹陷。直到最近幾年，大多數(shù)的研究只在極冷的溫度下約零下450華氏度觀察到的準(zhǔn)粒子。 HS=w9:,
?c.\\2>|F
但Fei和他的研究小組在他們學(xué)校實(shí)驗(yàn)室中利用掃描近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡在室溫下就觀察到了準(zhǔn)粒子的納米光學(xué)圖像。 L91(|gQP
U`*we43
“我們這是首次展示出了這些準(zhǔn)粒子的圖像以及它們是如何傳播、干擾和發(fā)射的，”Fei說(shuō)。 ih kZs3}
.\ bJ,of9
例如，研究人員測(cè)量了超過(guò)12微米傳播長(zhǎng)度的室溫激子極化激元。 SrA6}kS
IsE&k2 SD
Fei說(shuō)，在室溫中創(chuàng)造出激子極化激元以及對(duì)其傳播特性的研究對(duì)于準(zhǔn)粒子未來(lái)的應(yīng)用具有重要的意義。有一天，他們甚至或可以用來(lái)構(gòu)建納米光子電路從而取代電子電路，利用納米能量實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。 tN{0C/B9
O!Ue0\1Kj0
Fei說(shuō)，具有大帶寬的納米光子電路可能比目前的電路速度高達(dá)100萬(wàn)倍。 q~qz^E\T
|