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材料科学家揭示了设计具有特殊性能的光学材料的途径

导读 虽然我们通常认为无序是一件坏事,但由圣路易斯华盛顿大学的 Rohan Mishra 和南加州大学的 Jayakanth Ravichandran 领导的材料科学研...

虽然我们通常认为无序是一件坏事,但由圣路易斯华盛顿大学的 Rohan Mishra 和南加州大学的 Jayakanth Ravichandran 领导的材料科学研究小组透露,当涉及到某些晶体——一点点的结构紊乱可能会对有用的光学特性产生很大的影响。

在《先进材料》在线发表的一项研究中,第一作者赵博阳(与 Ravichandran 一起工作的南加州大学材料科学研究生)和任国栋(与华盛顿大学材料科学与工程研究所的 Mishra 一起工作的研究生)描述了一种获得结构无序带来的新颖的光学和电子特性。

他们发现,晶体原子结构中几皮米的微小位移(比一张纸的厚度小 100,000 倍)可能对一个方向的光学特性影响最小,但从另一个方向观察时会产生巨大的功能增强角度。

在这种情况下,材料的折射率,或者光通过时弯曲或偏离其原始路径的程度,会随着原子无序性而发生巨大变化。

这种功能增强可以在成像、遥感甚至医学领域有实际应用。通过控制原子无序程度以实现所需的光学特性,研究人员预计开发出能够在弱光条件下实现先进红外成像的晶体,例如提高夜间驾驶的自动驾驶汽车或医疗成像设备的性能。

Philip and Cayley MacDonald 早期职业主席兼副教授 Ravichandran 表示: “我们多年来一直致力于半导体材料的研究,逐渐沿着元素周期表向下移动,寻找性能良好但也能做出有趣或意想不到的事情的材料。”南加州大学维特比工程学院。

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