研究概述了一種利用黑磷控制光線的新方法
加州理工學院教授Harry Atwater和一個合著者團隊發表了一篇新論文,描述了一種使用極薄材料控制光線的新方法。 在研究中,科學家們使用三層磷原子創造了能夠使光偏振的材料,這種材料是可調整的,精確的,而且很薄。 我們都很熟悉的普通物品中,依靠偏振光來創造可讀字元的最好例子之一是計算機的螢幕。
研究人員指出,黑磷在某些方面與石墨或石墨烯相似。 石墨和石墨烯都是碳的形式,它們形成的層只有一個原子厚,是完全平整的。 黑磷則不同,它形成的是帶肋的層(在上面的圖片中可以看到),並具有與燈芯絨非常相似的外觀。 空白磷的一個關鍵方面是,該材料具有明顯的各向異性的光學特性,各向異性的意思是材料的角度依賴性,是該材料的一個關鍵特徵,因為與石墨烯不同的是,石墨烯無論在哪個角度被偏振,光的吸收和反射都是一樣的,而黑磷則沿其波紋排列光的偏振,這一特性使黑磷在垂直於材料的波紋排列時對光的反應不同。
當偏振光穿過黑磷的波紋時,它與材料的相互作用完全不同於光沿波紋方向的情況。 任何曾經用手在燈芯絨材料上摩擦過的人都熟悉,當用手指穿過材料的肋骨或用肋骨摩擦時,感覺是不同的。
黑磷的特別之處在於,它也是一種半導體。 半導體的能力允許使用黑磷構建結構,在施加電信號時控制光的偏振。 結合材料的偏振光反射和半導體能力的特性,研究人員能夠創造出小型元件,當半導體開啟或關閉時,能夠將光的偏振轉換成不同的反射偏振狀態。
Atwater說,這一發現有可能徹底改變電信業。 它也可能衍生出新技術取代基於光的Wi-Fi,即Li-Fi。