中新学者构建出三维材料中的光子“高速公路”

2019-01-10 17:02:11 来源: 新华社 作者: 朱涵

新华社杭州1月10日电(记者 朱涵)浙江大学和新加坡南洋理工大学的学者合作构建出首个三维光学拓扑绝缘体,在由该材料构建的光子“高速公路”上,光子避开材料杂质和缺陷,跑出了“Z”字形,大幅提高了传输效率。该成果于10日凌晨发表于《自然》杂志。

光是生活中常见的电磁波,一般沿直线传播。电磁波在传播途中如果遇到缺陷、杂质、拐弯,往往会产生不可避免的散射,从而造成能量损耗。

“如果能设计出一种新型的引导电磁波的结构,让这些散射因素‘隐形’,就将大大提升传输效率。”论文共同通讯作者、浙江大学教授陈红胜说。

“凝聚态物理的热门材料‘拓扑绝缘体’是这项研究的灵感源头之一。”论文第一作者、浙江大学杨怡豪博士说。拓扑绝缘体是一种表面导电、内部绝缘的材料,它能让电子绕着材料表面传输而不经过材料内部。

浙江大学和新加坡南洋理工大学团队通过联合攻关,设计出一种特殊结构的人工电磁单元,构建出三维光学拓扑绝缘体,首次将三维拓扑绝缘体从费米子体系扩展到了玻色子体系。

这条三维世界光子的“高速公路”为“Z”字形,但光子在传播时,能够无障碍地绕过“Z”形拐角。

“这项工作意味着,将来可以像三维拓扑绝缘体控制电子一样用三维拓扑光子晶体来控制光子。”该项研究合作方之一、新加坡南洋理工大学张柏乐教授说。据悉,该研究有望应用于激光、光子芯片等新领域。

加载更多>>
责任编辑: 夏青
专题 更多>>
国内 更多>>

空军军医大学获“中华医...

1月11日,中华医学科技奖(2018)在北京揭晓,由空军军医大学西京医院烧伤与皮肤外科胡大海教授领衔的《毁损...

《新华军民融合发展指数...

《新华军民融合发展指数报告》19日在北京发布。报告以量化指数的方式对我国国防科技工业军民融合进展及效果...

清华大学科技发展与治理...

1月16日,清华大学科技发展与治理研究中心成立大会在清华大学举行。研究中心由中国科协与清华大学共同发起,...

2018年“创响中国”系列...

1月15日,由中国科协企业工作办公室、国家发展改革委高技术司主办的2018年“创响中国”系列活动总结暨成果展...

“2018年中国森林旅游十...

1月17日,国家林业和草原局森林旅游管理办公室公布“2018年中国森林旅游十件大事”,全国森林旅游游客量突破...

科报集萃 更多>>

新兴科技 谁主沉浮2019 ...

新兴科技将为全球产业带来怎样的颠覆性变革?人类应该怎样做好准备迎接新一轮科技革命到来?1月19日,《麻省...

榜样!北京22位“最美治...

1月18日,由海淀区委政法委主办、海淀公安分局承办的“一路同行——海淀区最美治安志愿者、海淀网友揭晓仪式...

中国指挥与控制学会为军...

1月18日,“军事智能化与自主可控技术发展研讨会暨院士专家座谈会” 在京举办。与会专家带来了很多智能技术...

中关村硬科技孵化器第一...

近日,为贯彻落实《中华人民共和国促进科技成果转化法》、中关村《促进在京高校科技成果转化实施方案》,加...