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          6. 三维澳门金沙娱乐官方网站拓扑绝缘体:让一束光跑出“Z”形弯道

            作者:江耘 来源:科技日报 时光:2019-02-14 12:34 浏览:1936 [投稿]
            浙江大年夜学和新加坡南洋理工大年夜学的科学家合作,构建出世界上首个三维澳门金沙娱乐官方网站拓扑绝缘体,在三维材料的“高速公路”上,一束光完美地跑出了“Z”字形。

            光沿直线传播,这是写在我们常识里的一句话,科学家则有办法让光拐弯。浙江大年夜学和新加坡南洋理工大年夜学的科学家合作,构建出世界上首个三维澳门金沙娱乐官方网站拓扑绝缘体,在三维材料的“高速公路”上,一束光完美地跑出了“Z”字形。相干论文于近日揭橥在《天然》杂志上。

            假设光像流水,就会产生隐形事业

            光线绕弯会产生很多有趣的现象,隐身衣就是个中一例。论文合营通信作者、浙江大年夜学传授陈红胜等曾在2013年制造出一种可见光波段的隐形器件,让金鱼、猫等动物在眼前遁形。

            “我们能让光像流水一样,在物体外面不产生散射,而像溪水流经石头,顺着石头的外形绕之前,延续按照本来的传播偏向进步。”陈红胜介绍,没有散射光的情况下,人眼就辨认不出物体了。

            在科学家欲望隐形的名单中,材料的杂质、缺点占据侧重要地位。电磁波在光波导或在介质交界面传播时,“途中”碰到的杂质、缺点,都能让电磁波产生散射,导致传输效力降低。“假设能设计出一种新型波导,让这些散射身分‘隐形’,将大年夜大年夜晋升传输效力,在将来会有重大年夜的利用前景。”陈红胜说。

            在很多器件中,电磁波必须绕着弯走。“在今朝的技巧体系中,一旦转弯幅度大年夜,电磁波就会产生散射,影响传输效力。转弯幅度小,就晦气于节俭空间。”一位从事电磁波研究的科学家认为,这是实现将来光子芯片的一项巨大年夜挑衅。“我们欲望‘急转弯’的时刻,也不产生散射。”

            从电子到光子,研究一向在进步

            论文第一作者、浙江大年夜学信息与电子工程学院杨怡豪博士说,凝集态物理的热点材料——拓扑绝缘体是这项研究的灵感之源。拓扑绝缘体是一种外面导电、内部绝缘的材料,它能让电子绕着材料外面传输,而在材料内部却“禁止通行”。

            着名科学家张首晟在向公众介绍拓扑绝缘体时,曾以“高速公路”作比方:电子在芯片里的活动,就像一辆辆跑车在集市里行驶,赓续地碰撞,产生热量。而拓扑绝缘体好像彷佛为电子建立了高速公路,让电子在一条条“单向车道”上运行。

            电子的“高速公路”,光子能跑吗?2005年,普林斯顿大年夜学的邓肯·霍尔丹(2016年诺贝尔物理学奖得主)进行了一项理论实验,试图将拓扑绝缘体的理论拓展到澳门金沙娱乐官方网站体系,直至2008年澳门金沙娱乐官方网站拓扑绝缘体的理论才正式问世。

            2009年,麻省理工学院科学家初次经过过程实验实现了二维澳门金沙娱乐官方网站拓扑绝缘体,开启了澳门金沙娱乐官方网站拓扑绝缘体的实验研究。

            当前,关于澳门金沙娱乐官方网站拓扑绝缘体的实验研究仍局限在二维材料。2017年,纽约城市大年夜学的亚历山东大学年夜传授团队提出了无磁性材料的三维澳门金沙娱乐官方网站拓扑绝缘体的设计理论。“我们存眷到了这项工作,但其参数十分苛刻。”杨怡豪说。

            浙江大年夜学和新加坡南洋理工大年夜学结合课题组开端测验测验搭建新型的实验体系,这是科学界初次测验测验用实验实现澳门金沙娱乐官方网站三维拓扑绝缘体。

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