在最近发表在《科学》杂志上的一项研究中，西班牙巴塞罗那光子科学研究所(ICFO)的研究人员，以及石墨烯旗舰的成员，已经达到了光限制的极限水平。

 

研究人员已经能够将光减少到一个原子，这是光限制的最小记录。这一新的记录将为超小型光学开关、探测器和传感器铺平道路。

 

光可以作为一个超高速通信通道，例如在计算机芯片的不同部分之间，但是，它也可以用于超敏感传感器或芯片上的纳米级激光器。天富代理分红

 

寻找将光线限制在非常小的地方(比现在的小得多)的新技术一直在发展。此前，研究人员发现，金属可以将光压缩到波长尺度以下，但更多的限制总是以更多的能量损失为代价。这个问题现在已经解决了。

 

ICREA的弗兰克·科本斯教授在ICFO主持了这项研究，他说:“石墨烯一直让我们感到惊讶:没有人认为将光限制在一个原子的极限是可能的。它将开启一套全新的应用，比如光通信和小于1纳米的传感技术。”

 

光约束过程

 

这组研究人员——包括来自ICFO(西班牙)、Minho大学(葡萄牙)和麻省理工学院(美国)的研究人员——使用了成堆的被称为异质结构的二维材料，构建了一种新的纳米光学设备。

 

他们将石墨烯单层(起到半金属的作用)叠加在六边形氮化硼(hBN)单层上，并在其上放置一排金属棒。之所以使用石墨烯，是因为它能以等离子体激元的形式引导光，等离子体激元是电子的振荡，与光发生强烈的相互作用。

 

通过向设备发射红外线，研究人员观察到了等离子体激元是如何在金属和石墨烯之间扩散的。为了达到所能想到的最小空间，他们决定尽可能减少金属和石墨烯之间的间隙，以观察光的限制是否仍然有效，即没有额外的能量损失。

 

研究人员发现，即使使用单分子层的hBN作为间隔，等离子体激元仍然可以自由地传播，同时被限制在只有一个原子厚度的通道中。通过施加电压，他们成功地打开和关闭了等离子体的传播，演示了在小于1纳米的通道中引导的光的控制。天富代理分红

 

石墨烯旗舰项目的科学技术官员、管理委员会主席安德里亚·法拉利教授说:“虽然这一旗舰项目正在推动创新应用的发展，特别是在光子学和光电子学领域，但我们没有忽视基础研究。”在这篇论文中报告的令人印象深刻的结果证明了尖端科学的旗舰工作的相关性。达到光约束的极限后，可能会产生前所未有的小尺寸的新设备。”