来源：中国科学报

作者：唐一尘

新研究提出了一种局限于层状范德华半导体二硒化钨平面内的载流子光激发气体，由此产生的双曲线反应允许纳米光通过。图片来源：Ella Maru Studio

近日，美国哥伦比亚大学研究人员开发了一个独特的平台来编程层状晶体，产生的成像能力超出了通常的需求限制。这一发现是控制纳米光的重要一步，纳米光是一种可以达到能想象的最小长度的光。这项工作也为光量子信息处理领域提供了新见解，该领域旨在解决计算和通信方面的难题。相关论文刊登于《科学》。

哥伦比亚大学博士后研究员Aaron Sternbach说：“我们能够使用超快纳米级显微镜发现一种用光控制晶体的新方法，可以随意打开和关闭难以捉摸的光子特性。通常这种影响是短暂的，仅持续万亿分之一秒，但我们现在能够清楚地观察到这些现象。”自然界对光线的聚焦是有限制的。但在一种特殊的层状晶体材料中——范德瓦尔斯晶体——这些规则有时会被打破。在这些特殊情况下，光可以不受任何限制，从而使得即使是最小的物体也能被清楚地看到。

该研究展示了一种控制纳米光流动的新方法。哥伦比亚大学的研究人员研究了一种被称为二硒化钨的范德瓦尔斯晶体，由于其独特的结构和与光的强烈相互作用，这种晶体在电子和光子技术方面的潜在集成具有很高的价值。当科学家用光脉冲照射晶体时，他们能够改变晶体的电子结构。这种由光“开关”产生的新结构，允许一些非常不寻常的事情发生：纳米尺度上的超精细细节可以通过晶体传输，并在晶体表面成像。

“激光脉冲使我们能够在这种半导体原型中创造一种新的电子状态，哪怕只有几皮秒。”Sternbach说，“这一发现帮助我们走上了光学可编程量子相新材料的道路。”