世界上最新的最薄镜使用量子激子来反射光

两个独立的科学家团队建造了世界上最薄的镜子：二硒化钼片(MoSe2)，每个只有一个原子宽。

这些镜子是在哈佛大学和苏黎世量子电子研究所同时开发的，并在周四(1月18日)发表在物理评论快报杂志上的一对论文中有所描述。研究人员说，这些工程专长突破了这个物理世界中可能存在的极限。

尽管在物理定律下物体可能具有并且保持反射的最小厚度，微小的镜子反射了大量照射在它们上面的光线。第一篇论文称，安装在硅基座上的哈佛镜面反射了85%的光线。瑞士研究表明，安装在硅胶(氧化形式的硅)上的苏黎世镜子反射了41%。两个镜子反射780纳米范围内的光，深红色。

这项工程专长本身就很有趣。但研究人员写道，他们的薄镜可能很有用，在非常小的专业传感器和使用激光束传输信息的计算机芯片中发挥重要作用。

令人兴奋的激子

MoSe2作为一面镜子，因为它们围绕着材料的原子核时，电子的行为非常特殊。正如2017年9月发表的一篇论文所述，这种物质往往会在其电子场中形成间隙 - 电子可以绕轨道运行的区域，但不存在电子。

将光子或光粒子粉碎成原子，电子很有可能从低能轨道跃升到更高能量的轨道。一旦发生这种情况，在电子场中形成称为“电子空穴”的间隙。当用特定波长的光照射时，围绕MoSe2的电子特别可能以这种方式表现。

电子是带负电的量子物体。原子核中的质子带正电。所以，这是一个棘手的问题，那些电子空穴从原子核中的质子中获取一些正电荷。这使得孔的表现有点像颗粒，即使它们确实没有颗粒。

在附近，带负电的电子吸引那些假粒子，并且在某些情况下，与它们配对形成奇怪的量子力学物体，称为激子。那些激子发出自己的光，干扰入射光并将其发送回来 - 就像你浴室里的镜子一样。

镜像调整

这些超薄镜子具有很多现实世界的潜力。光电工程师 - 从事微小光学芯片，光纤网络和其他依赖于严密控制小光子束的设备的人 - 即使只有一个原子宽度的普通镜子也能从中受益。

但是，研究人员写道，MoSe2不仅仅是一面镜子。根据施加在物质上的电荷，MoSe2的反射率会上升或下降。苏黎世团队写道，这种开关效应发生得非常快，足够快，因为它在几种高速计算应用中非常有用。