曼徹斯特大學(xué)國(guó)家石墨烯研究所與西班牙奧維耶多大學(xué)的科學(xué)家在《科學(xué)進(jìn)展》發(fā)表的最新研究揭示，石膏這種常用于建筑灰漿和粉筆的礦物具有一種前所未見(jiàn)的光學(xué)特性。

研究團(tuán)隊(duì)在二維石膏薄片中觀測(cè)到一種被稱(chēng)為"剪切聲子極化激元"的罕見(jiàn)波。這種光-物質(zhì)混合波產(chǎn)生于光與晶體原子振動(dòng)間的相互作用，能以特殊方式穿透材料并將光線壓縮至極小空間。

圖片:1920_lightbehaviouringypsum.png

研究發(fā)現(xiàn)石膏薄片中的這種波會(huì)發(fā)生拓?fù)滢D(zhuǎn)變：從雙曲型傳播變?yōu)闄E圓型傳播，期間會(huì)經(jīng)歷獨(dú)特的"渠化"狀態(tài)。

這種轉(zhuǎn)變使科學(xué)家能精確調(diào)控光波在材料中的傳播路徑。論文共同通訊作者Pablo Díaz Núñez博士指出："以往對(duì)剪切聲子極化激元的研究?jī)H局限于雙曲型塊狀晶體，我們首次在二維材料中觀測(cè)到從雙曲型到橢圓型的拓?fù)滢D(zhuǎn)變，其間還存在渠化狀態(tài)。更驚人的是，我們成功將光波壓縮至真空波長(zhǎng)1/25的空間，并使其速度大幅降低。"

研究還揭示了晶體對(duì)稱(chēng)性的關(guān)鍵作用。石膏所屬的單斜晶系具有低對(duì)稱(chēng)性特征，這種結(jié)構(gòu)特性導(dǎo)致了光傳播的不對(duì)稱(chēng)性和能量損耗，而這正是剪切極化激元的本質(zhì)特征。

該發(fā)現(xiàn)不僅推進(jìn)了聲子極化激元的基礎(chǔ)研究，更為熱管理、超分辨?zhèn)鞲?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=成像',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_2">成像等需精密控光的領(lǐng)域開(kāi)辟新途徑。研究團(tuán)隊(duì)指出，石膏將成為探索非厄米光子學(xué)等前沿領(lǐng)域的新型平臺(tái)。

相關(guān)鏈接：https://dx.doi.org/10.1126/sciadv.adw3452