在晶體中停止的光波有望成為控制光子的新方法

尋找新的方法來減緩轉瞬即逝的光波，甚至阻止它們前進，可能會導致更先進的光子設備，如激光器、LED顯示屏、光纖和傳感器。

在一個由硅晶體制成的狡猾陷阱中，科學家們發現了一種靈活的新方法，可以使光波絕對靜止。

光可以通過幾種不同的方式停止，例如通過冷卻原子云，甚至將光波編織在一起.這種新方法來自荷蘭的AMOLF和代爾夫特理工大學，具有將新技術應用變為現實的優勢。

“這一原理提供了一種新的方法來減慢光場，從而增強其強度，”物理學家Ewold Verhagen說之阿莫爾夫.“在芯片上實現這一點對于許多應用尤為重要。

該團隊的工作基于使用二維材料操縱電子，例如石墨烯.在導電材料中，電子可以自由移動，像一條小高速公路一樣放大。然而，施加磁場可以將電子的運動限制為某些能量，稱為朗道水平.

將電子推到朗道能級的不僅僅是磁鐵。由單層原子組成的二維石墨烯也可以做到這一點。通常，石墨烯是導電的;但是，如果你扭曲或扭曲石墨烯，例如通過拉伸它，你可以將電子限制在朗道能級，將正常導電的材料變成絕緣體。

Verhagen與AMOLF的René Barczyk和代爾夫特大學的Kobus Kuipers一起，試圖找出他們是否能找到一種對光子具有與扭曲石墨烯對電子相似影響的材料。

現在，光可以用一種類似于石墨烯的材料來操縱，稱為光子晶體。研究人員發現，它們可以以類似的方式使光波停滯不前。

“光子晶體通常由硅層中規則的二維空穴圖案組成。光可以在這種材料中自由移動，就像石墨烯中的電子一樣。Barczyk解釋道.

“以正確的方式打破這種規律性將使陣列變形，從而鎖定光子。這就是我們為光子創建朗道能級的方式。

該團隊的蜂窩狀光子晶體能夠使用代表不同類型變形（例如彎曲或翹曲）的過程將光限制在朗道水平。他們甚至能夠在同一材料的不同位置誘導不同類型的翹曲，從而產生光子晶體，其中光可以在某些部分自由流動，但在其他部分受到限制。

這一發現需要進一步發展，但它確實使科學家更接近于在非常小的尺度上對光進行精細控制。

“這讓片上應用更接近，”Verhagen說.

“如果我們能將光限制在納米尺度上，并像這樣讓它停止，它的強度將大大增強。不僅在一個位置，而且在整個晶體表面。這種光濃度在納米光子器件中非常重要，例如對于開發高效激光器或量子光源。

該團隊的研究已發表在自然光子學.

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