據了解,西班牙巴塞羅那光子科學研究所(ICFO)研究人員創造了利用石墨烯限制光的最新紀錄。他們將光“壓縮”在單個原子大小的空間內,這一成果有助于研發超小型光開關、探測器和傳感器。
光可以作為計算機芯片不同部分之間超快速通信的通道,也可以用于超靈敏傳感器或片上納米激光器??茖W家對于進一步縮小控制和引導光的設備進行了大量研究。將光限制在極限空間內的新技術一直在發展中,等離子體約束就是限制光的途徑之一。此前研究發現,金屬可以將光壓縮到波長范圍(衍射極限)以下,但總是會以更多的能量損失為代價。
此次,ICFO研究人員和葡萄牙米尼奧大學以及美國麻省理工學院的同行合作,構建了新的納米光學器件,包含了單層石墨烯和六方氮化硼的加工異質結構,以及一系列金屬棒。令人興奮的是,僅在一個原子厚度的通道內,等離子體仍能被激發并自由擴散。
研究團隊負責人表示:“起初,我們的目的是尋找一種激發石墨烯等離子體的新方法,但偶然發現,其結果是可以將光限制在更小范圍內。因此,我們希望看看是否能獲得一個原子的極限紀錄?!?/span>
研究人員設法打開和關閉這種等離子體激元,發現只需施加電壓,就能在小于1納米的通道中實現對光的引導和控制。
此前,沒有人認為能達到將光限制在一個原子內的極限,該研究將開啟一系列全新的應用,例如光通信和納米尺度光學傳感器等。