如果你要打破規則，就要確保每個人都看到它。這就是萊斯大學工程師的目標，他們試圖用新的技術加強虛擬現實、3D顯示和一般光學技術的屏幕。莫斯規則（Moss rule）描述了一種材料的光學吸收和它如何折射光線之間的權衡，這一規則已經被萊斯大學喬治-R-布朗工程學院的電氣和計算機工程副教授Gururaj Naik和應用物理學研究生項目校友Chloe Doiron打破。

他通過開發一種在納米級操縱光的方法完成了這一創舉，這似乎更像是一個準則而不是規則，因為確實存在少數”超級莫斯”半導體，其中之一是黃鐵礦，通常被稱為愚人金。

奈克、Doiron和共同作者Jacob Khurgin（約翰霍普金斯大學電氣和計算機工程教授）發現黃鐵礦作為納米光子材料的效果特別好。他們最近在《先進光學材料》雜誌上發表了他們的發現，這可能會帶來更好更小的可穿戴電子產品。

萊斯大學創建的黃鐵礦元表面的掃描電子顯微鏡圖像，以測試其超越莫斯規則的能力，該規則描述了材料的光學吸收和它如何折射光線之間的權衡。這項研究顯示了改善虛擬現實和3D顯示的屏幕以及一般光學技術的潛力。

更重要的是，他們已經開發出一種技術，用於發現違背莫斯規則的材料，並為顯示器和傳感應用提供有利的光處理特性。

“在光學領域，我們仍然局限於很少的材料，”奈克說。”我們的周期表真的很小。但是有很多材料根本不為人所知，只是因為我們還沒有發展出任何關於如何找到它們的見解。這就是我們想要展示的東西。”有一些物理學可以在這裡應用，以列出材料的短名單，然後幫助我們尋找那些可以讓我們達到任何工業需求的材料。”

“比方說，我想設計一個LED或波導，工作在一個特定的波長，比如說1.5微米，”奈克說。”對於這個波長，我想要最小的波導，它有最小的損耗，這意味著它能最好地限制光線。”

選擇一種在該波長下具有最高折射率的材料通常會保證成功，這通常是對所有納米級光學設備的要求，材料必須有一個略高於感興趣的波長的帶隙，因為那是我們開始看到較少的光線通過的地方。

“矽的折射率約為3.4，是黃金標準，”奈克說。”但我們開始問，我們是否可以超越矽，達到5或10的指數？”

這促使他們尋找其他的光學選擇。為此，他們開發了他們的公式來識別超莫斯電介質。

“在這項工作中，我們給了人們一個配方，可以應用於公開的材料數據庫來識別它們，”奈克說。研究人員在將他們的理論應用於1056種化合物的數據庫後，確定了用黃鐵礦進行實驗，在三個帶隙範圍內搜索那些具有最高折射率的化合物。三種化合物與黃鐵礦一起被確定為超級莫斯候選，但是黃鐵礦的低成本和在光伏和催化應用中的長期使用使它成為實驗的最佳選擇。

奈克說：”愚人金傳統上一直在天體物理學中被研究，因為它通常在星際碎片中被發現。但是在光學方面，它卻鮮為人知。”

他指出黃鐵礦已被研究用於太陽能電池，在這種情況下，他們顯示了可見光波段的光學特性，在那裡它顯現出真正的損耗，但這只是一條線索，因為當某樣東西在可見光頻率下有極大的損耗時，它很可能在近紅外線下有很高的折射率。

因此，實驗室製作了光學級的黃鐵礦薄膜。對這種材料的測試顯示，其折射率為4.37，帶隙為1.03電子伏特，比莫斯規則所預測的性能高出約40%。這很好，但是持續搜索可以–而且很可能會找到更好的材料，許多候選材料，其中一些甚至還沒有被製造出來。