物理科技生物学-PHYICA

科学家在米山爱聚合准晶中捕捉光线

物理学 2022-04-13 23:59:07

由伊特莫大学,伊特莫大学 信用:Ant Rozetsky ITMO大学的科学家已经进行了几次实验来研究聚合准晶,最终证实了他们最初的理论

在未来,准晶的使用可能会为激光和传感器设计带来新的可能性

这篇论文发表在《高级光学材料》杂志上

晶体是具有周期性结构的固体,即

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,当原子移位时,它们占据了其他原子的确切位置,后者在移位之前占据了

这一事实在20世纪初得到了科学证明

它催生了现代固态物理学,也为半导体技术的发展奠定了基础

ITMO大学物理与工程系副教授米哈伊尔·雷宾说:“电脑、智能手机、发光二极管灯泡、激光——所有我们无法想象的日常生活都是因为我们理解了半导体材料晶体结构的本质而设计出来的

周期结构理论允许我们得出这样的结论:波——无论是光、电子还是声音——只能以两种方式运动

要么波在晶体中向前传播,要么在所谓的带隙频率下迅速衰减

没有其他选择,它大大简化了粒子传播的规律,同时方便了工程任务

" 然而,有些设备需要一种既不能传输也不能熄灭电磁波的晶体,而是将它保留一段时间——需要一种类似光“陷阱”的东西

理想情况下,整个材料应该起到陷阱的作用,因为捕获的光越多,波与活性物质的相互作用就越有效

然而,在晶体的情况下,这是不可能的

可以使用像粉末这样的随机结构,但是粒子的无序排列很难再现

另一种选择是使用准晶:准晶的结构不像晶体那样形成周期性晶格,但同时又表达了严格的数学排序

2017年,研究人员预测在这样的结构中定位光线是可能的

ITMO大学的科学家成功地利用三维纳米印刷技术制造了聚合物准晶样品

他们进行研究来研究它们表面的质量

“在那之后,我们做了一个实验,”这项工作的合著者阿特姆·辛纳尼克解释说

“向准晶发射了一个短光脉冲,测量了所谓的余辉

事实证明,光在离开我们的样品时会有一个延迟,也就是说,光波在样品中停留的时间相当长

因此,我们已经证实了在三维聚合物准晶中捕获光的能力

"

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