在单层原子中检测到光物质相互作用

导读 中佛罗里达大学的研究人员开发出一种新的更好的方法来检测原子水平的光与物质之间的相互作用,这一发现可能导致新兴的二维材料领域的进步和

中佛罗里达大学的研究人员开发出一种新的更好的方法来检测原子水平的光与物质之间的相互作用,这一发现可能导致新兴的二维材料领域的进步和控制光的新方法。

科学家通常使用光谱测量工具来研究光与气体,液体或固体相互作用的方式。该方法被描述为“无弹性”,意味着光的能量因与物质的接触而改变。

由UCF CREOL的光学与光子学院的Aristide Dogariu教授领导的团队开创了一种在单层原子上检测这种相互作用的方法 - 由于原子的微小尺寸,这是一项非常艰巨的任务 - 使用的方法是“弹性”。这意味着光的能量保持不变。

“我们的实验证明,即使在原子水平上,基于统计光学的测量也具有传统方法无法比拟的实用能力,”Dogariu说。

正如本月在光学学会的学术期刊Optica所报道的那样,这是对单层原子进行弹性散射近场实验的首次证明。

研究人员使用二维晶体材料石墨烯证明了这种新颖的基本现象。他们的技术包括从所有可能的方向随机照射原子单层,然后分析输入光的统计特性如何受到原子层中微小缺陷的影响。

该方法不仅为科学家们提供了一种简单而稳健的方法来评估二维材料的结构特性,而且还提供了控制亚波长尺度下光学辐射复杂特性的新方法。

该团队发现其方法优于传统方法,这对物理界来说非常重要。除此之外,它还可能带来其他进步。

石墨烯和其他二维材料具有研究人员试图用于显示屏,电池,电容器,太阳能电池等的特性。但它们的有效性可能受到杂质的限制,并且发现这些缺陷需要复杂的显微技术,这些技术有时是不切实际的。Dogariu的研究已经产生了一种更有效的方法来发现这些缺陷 - 这是一种潜在的有价值的工业技术。

发现单层原子改变光和其他电磁辐射的性质对于控制诸如LED和光伏电池的光子器件中的亚波长尺度的光具有意义。

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