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近日，一項發(fā)表于《自然·物理學》（Nature Physics）的研究揭示，二維材料自身結構可形成天然的“光學腔”，有效捕獲光與電子，從而為理解和調(diào)控奇異量子相提供了全新機制。 二維材料因其超導性、特殊磁性等新穎量子態(tài)而備受關注。由德國馬克斯·普朗克物質(zhì)結構與動力學研究所、美國哥倫比亞大學等機構組成的聯(lián)合研究團隊，通過自主研發(fā)的芯片級太赫茲光譜儀，在常見二維材料堆疊中觀測到顯著的腔效應。 研究團隊發(fā)現(xiàn)，當太赫茲波作用于二維材料時，材料邊緣會作為天然反射鏡，使電子激發(fā)產(chǎn)生的等離激元極化激元——一種光與電子耦合形成的混合準粒子——在有限區(qū)域內(nèi)形成駐波。這種現(xiàn)象類似于弦樂器中由邊界決定的共振模式。 在多層二維材料器件中，每一層均可形成獨立的納米級光學腔。層間等離激元的強耦合作用會顯著改變系統(tǒng)的振動頻率，為調(diào)控量子行為提供了潛在手段。 研究團隊進一步建立了精確的理論模型，僅需輸入少數(shù)幾何參數(shù)即可預測材料的光學響應。該模型極大簡化了材料特性的分析流程，使得通過設計樣品結構來獲取特定量子性質(zhì)成為可能。 目前，研究人員正利用該方法系統(tǒng)研究不同二維材料在不同溫度、磁場等條件下的量子行為，以期揭示更多奇異量子相的物理機制。這一發(fā)現(xiàn)不僅深化了對二維材料中光-物質(zhì)相互作用的理解，也為未來量子器件的設計開辟了新路徑。 《賽特科技日報》網(wǎng)站（https://scitechdaily.com） |
