爾灣加大科學家發現光新屬性 有望帶來技術革新
爾灣加大(UCI)研究團隊發現光的新屬性,有望在太陽能、發光二極管、半導體激光器等領域,帶來技術革新。
這項研究成果論文,最近發表在美國化學學會學術期刊「ACS Nano」。UCI科學家與俄羅斯喀山大學研究人員的共同研究發現,當光子被限制在矽的納米尺度空間時,可以獲得類似固體材料中電子的顯著動量。
UCI化學系教授費舍曼(Dmitry Fishman)表示,矽在地球上很豐富,也是現代電子產業支柱。但是,矽的光學性能較差。矽在原始形態下,不會自然發光,但多孔和納米結構的矽,在受到可見光照射後,會產生出可檢測的光。科學家們多年來一直研究這種現象。他指出,「在實驗中,展示被限制在納米級矽晶中的可見光動量,在半導體中產生類似光學作用。」
這個研究團隊在實驗室設立不同透明度的玻璃樣品。將一個厚度是300納米的矽薄膜置於連續激光束下,在溫度超過500攝氏度的區域,形成非均勻的半導體玻璃。這種「光泡沫薄膜」讓研究人員可以觀察電子、光學和熱性能如何在納米尺度上的變化。
費舍曼說,這項研究挑戰傳統對光與物質相互作用的理解,凸顯光子動量的關鍵作用。為擴展傳統光譜學,超出其在化學分析等領域應用鋪平道路。將提高太陽能轉換裝置和發光材料的效率,包括先前被認為不適合發光的材料。
這一研究成果不僅是光學領域的重大貢獻,還對未來的科學研究和技術應用有深遠影響。可能成為未來光電子學和材料科學的一個重要里程碑,更開啟多個新研究方向和應用領域。
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