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迄今最薄鏡子問世,僅一個原子寬

據美國趣味科學網站23日報道,兩個獨立的科研團隊研製出了迄今最纖薄的鏡子——僅一個原子寬的硒化鉬(MoSe2)薄片。他們表示,這一工程學上的奇蹟不僅將物理世界的極限向前推進了一步,而且,這種超薄鏡子也有望用於研製極小的特製感測器以及光晶元。

照射在量子鏡子上的光被反射的藝術展示圖

圖片來源:趣味科學網站

美國哈佛大學和瑞士蘇黎世量子電子學研究所的科學家同時研製出了此類鏡子。研究人員指出,儘管這些鏡子的厚度接近物體可能達到的最小厚度,但它們能反射照射其上的很多光——哈佛大學團隊的鏡子置於一個硅基座上,能反射85%的入射光;瑞士團隊的鏡子置於氧化硅基座上,能反射41%的入射光,兩種鏡子反射的光都為780納米範圍內深紅色的光。

研究人員表示,這種纖薄的鏡子可用於研製非常小的專用感測器,以及使用激光傳輸信息的計算機晶元。

科學家們解釋稱,猛烈撞擊原子內的一個質子或光粒子,電子很可能從能級低的軌道躍遷到能級高的軌道,如此一來,電場內會形成一個「電子-空穴」對。當受到某些波長的光照射時,MoSe2周圍的電子很有可能也會這樣。

電子帶負電,而原子核內的質子帶正電,因此,這些電子-空穴對會從原子核內的質子那兒汲取正電荷,使空穴的「行為舉止」有點像粒子,附近帶負電的電子會吸引這些「虛假」粒子,並在某些情況下,與其配對形成名為激子的量子力學物體。這些激子本身會釋放出光,與入射光相互作用並按照其入射的方式將其送回。如此一來,這些MoSe2薄片就能像鏡子一樣工作。

研究人員表示,MoSe2不只是一塊薄鏡子。施加到其上的電壓不同,MoSe2的反射能力也會上下波動,而且,這種開關效應發生得非常快,因此,有望應用於需要高速計算的領域。最新研究發表於《物理評論快報》雜誌。

編輯:梁 偉

審核:王小龍

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