【光学前沿】加州大学研究团队发现光的新特性
加州大学欧文分校的研究团队近期在《ACSNano》杂志上发表了一篇论文，报告了一项关于光与物质相互作用方式的新发现。这项由化学家领导的跨学科研究，不仅可能对太阳能发电系统、发光二极管、半导体激光器等领域的技术革新产生积极影响，而且也拓展了我们对光电子学的认识。
研究指出，当光子被限制在硅的纳米级空间中时，它们能够获得类似于固体材料中电子的巨大动量。这一发现意味着，利用硅作为光电子学材料的可能性得到了显著提升，尽管其作为间接半导体的固有缺陷曾限制了其在这一领域的应用。
研究团队的资深作者、兼职教授DmitryFishman表示：“硅是现代电子技术的基石，也是地球上第二丰富的元素。尽管存在一些挑战，但我们的研究为硅在光电子学中的应用开辟了新的可能性。”
为了揭示这种新型光与物质相互作用的机制，研究团队回顾了20世纪初的相关理论。他们发现，限制在纳米级硅晶体中的可见光的动量可以在半导体中产生类似的光学相互作用。这一发现挑战了我们对光与物质相互作用的传统理解，并强调了光子动量在这一过程中的关键作用。
合著者、化学教授EricPotma进一步解释说：“我们在无序硅中发现的光子动量是由一种电子拉曼散射引起的。与传统振动拉曼散射不同，这种电子拉曼散射涉及到电子的不同初始状态和最终状态。”
在实验过程中，研究团队制备了从无定形到晶体清晰度不等的硅玻璃样品，并通过一系列精细调控的实验条件，观察到了电子、光学和热学特性在纳米尺度上的变化。这些实验结果证实了他们在理论上提出的新型光与物质相互作用方式的存在。
Fishman教授总结道：“我们的研究为扩大传统光学光谱的应用范围铺平了道路，使其超越了化学分析中的典型应用，进入结构研究领域。这一新发现的光特性无疑将为光电子学应用开辟一个新的领域。”
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2025-11-17
