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    等離子體在二維材料上有新“舉動”
    發布日期:2016-08-04

    文章來源:科技日報 劉園園

      一個國際科研團隊發現了等離子體在石墨烯等二維材料上移動的新行為。研究人員稱,這有助于研發操控電磁系統以及測量操控結果的新方法。

      據麻省理工學院官網報道,該團隊發現,這些等離子體在寬約50納米的二維材料“絲帶”邊緣上移動時,會兵分兩路,向相反的方向行進。它們就像高速公路上的雙行道一樣,不需要強磁場或其他獨特的條件。這項研究發表在《物理評論B》期刊上。

      其他團隊之前曾經觀察過這種等離子流的分離行為,但是他們的實驗需要強磁場。而最新研究則只需要圓偏振光的光學效應。

      這項研究主要基于二維材料的獨特性質——能帶隙,這一特點對晶體管或太陽能電池而言是必不可少的。雖然近年來這一領域的研究比較火熱,但是表面等離子體的行為特征并未得到深入探索。

      在最新研究中,研究人員發現,圓偏振光會使石墨烯“絲帶”邊緣上的電子在電子能帶結構中匯聚成兩條線,且其表面的等離子體會向相反方向移動,這樣就形成一種人工磁場。這種磁場可以通過第二束偏振光束得到測量。因為偏振光束的傳播可以被探測到,因此它的偏振程度的變化為測量二維材料表面的等離子體提供了直接工具。

      “這非常令人興奮。”研究成員之一、麻省理工學院機械工程學副教授尼可拉斯·X.方解釋說,這意味著一種操控此類電磁系統以及測量這種操控結果的新方法。

      方認為,新發現有可能帶來新的光電設備。比如,有的光子實驗系統需要一種叫做光頻隔離器的裝置,其作用是精確地阻止光線反射回光源,以免對實驗造成干擾。但是這種隔離器由于需要非常強的磁場,所以十分笨重,進而限制了其應用。方認為,有了這一新的思路,這種笨重的光頻隔離器可能會被單層的二維材料所替代。

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