石膏中的未知光行为：研究人员的重大发现

来自 实验室仪器网

根据最近发表在《科学进展》上的一项研究，石墨烯研究所和奥维耶多大学的研究人员在石膏中发现了一种迄今为止未知的光行为，石膏是一种更常用于粉笔和建筑灰泥的材料。

科学家们在材料的二维版本中发现了一种不常见的波，称为剪切声子极化激元。声子极化激元是光与某些晶体中的原子振动相互作用时形成的光-物质杂化波。它们可以以独特的方式穿过材料，并将光线聚焦成极小的体积。

研究人员发现，在石膏薄膜中，这些波经历了拓扑转变，从双曲行为过渡到椭圆行为，并经过独特的运河状态。

这种转变使科学家能够控制光线如何穿过材料。

先前研究中对剪切声子极化激元的研究仅限于双曲状态下的块状晶体。在我们的研究中，我们的目标是用2维材料中的剪切极化激元来补充这些初步发现。值得注意的是，我们发现石膏中的剪切声子极化激元支持从双曲传播到椭圆传播的拓扑转变，介于两者之间进行运河化。

此外，能够将光限制在比其波长小25倍的空间内，并将其减慢到真空中速度的一小部分，这为在纳米尺度上纵光开辟了新的可能性。

该研究进一步强调了晶体对称性的重要性。石膏属于低对称材料类别，特别是单斜晶体结构，导致不对称的光传播和能量损失，这是剪切极化激元的一个关键特征。

这些发现超越了声子极化激元传播的基础研究，并可能支持未来在需要精确控制光的领域的发展，例如超越传统光学限制的热管理、传感和成像。此外，该研究提出石膏作为研究非厄米特光子学等发展中领域的先进光子学概念的新平台。

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