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      光在變形的晶體中靜止

      導讀 AMOLF 研究人員與代爾夫特理工大學合作,通過使包含光波的二維光子晶體變形,成功地使光波停止。研究人員表明,即使是微小的變形也會對晶...

      AMOLF 研究人員與代爾夫特理工大學合作,通過使包含光波的二維光子晶體變形,成功地使光波停止。研究人員表明,即使是微小的變形也會對晶體中的光子產生重大影響。這類似于磁場對電子的影響。

      AMOLF 小組負責人 Ewold Verhagen 表示:“這一原理提供了一種新方法來減慢光場速度,從而增強光場強度。在芯片上實現這一點對于許多應用來說尤其重要。”

      研究人員已在《自然光子學》雜志上發表了他們的發現。與此同時,賓夕法尼亞州立大學的一個研究小組在同一期刊上發表了一篇文章,介紹了他們如何獨立于荷蘭團隊證明了相同的效果。

      在小尺度上操縱材料中的光流有利于納米光子芯片的開發。對于電子來說,這種操縱可以通過磁場來實現;洛倫茲力引導電子的運動。然而,這對于光子來說是不可能的,因為它們不帶電荷。

      AMOLF 光子力小組的研究人員正在尋找技術和材料,使他們能夠向光子施加類似于磁場效應的力。

      電子

      “我們從電子在材料中的行為方式中尋找靈感。在導體中,電子原則上可以自由移動,但外部磁場可以阻止這種情況。磁場引起的圓周運動會停止傳導,因此電子可以僅當它們具有非常特定的能量時,它們才存在于材料中。這些能級稱為朗道能級,它們是磁場中電子的特征。”Verhagen 說。

      “但是,在二維材料石墨烯中——由排列在晶體中的單層碳原子組成——這些朗道能級也可能是由與磁場不同的機制引起的。一般來說,石墨烯是一種良好的電子導體,但是當晶體陣列變形時,例如像彈性體一樣拉伸它,這種情況就會發生變化。

      “這種機械變形會停止傳導;材料變成絕緣體,因此電子被束縛在朗道能級上。因此,即使沒有磁鐵,石墨烯的變形對材料中的電子也有與磁場類似的影響。我們問如果類似的方法也適用于光子,我們自己就可以了。”

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