科学家在单原子层面实现了光和物质相互作用的探测

中佛罗里达大学的研究人员已经开发出一种新的且更加方便的方法在原子水平上检测光和物质之间的相互作用，这一发现可能会实现二维材料的一些新的应用和新的控制光的方法。

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图中所示，中佛罗里达大学的教授Aristide Dogariu最近领导进行了一项单原子层有关弹性散射的近场实验研究。

　　科学家通常使用光谱测量工具来研究光与气体、液体或固体相互作用的方式。这种方法被描述为“无弹性”，这意味着光的能量会随着与物质的接触而改变。

　　由中弗罗里达大学光学与光子学学院的Aristide Dogariu教授带领的团队，开创了一种方法来检测这种单原子层的相互作用，这是一个极其困难的任务，因为原子的微小尺寸，使用这种方法是具有“弹性”的，这意味着这个过程中光的能量是不变的。

　　“我们的实验表明，即使在原子水平，统计光学测量仍具有传统方法无可比拟的可操作性，”Dogariu说。

　　据近期发表在《光学》杂志上的一篇研究论文的描述，这是一个在单原子层进行近场实验的弹性散射的先行示范。

　　研究人员用石墨烯实现这种二维的晶体材料的这种新颖和基本的现象演示。他们的技术包括从所有可能的方向随机进行单层光原子激励，然后对输入光在原子层微小缺陷的影响下的统计特性进行分析。

　　该方法不仅为科学家提供了一个简单而强大的方式来评估二维材料的结构特性，但同时也是一种新的手段，用于控制在亚波长尺度的光辐射的复杂特性。

　　该小组发现的这种方法优于传统的方法，受到了研究学者的广泛关注。除此之外，它还可能促进其他的一些技术进步。

　　石墨烯和其他二维材料所具有的独特的属性特性，研究人员正尝试把这种特性应用到显示屏、电池、电容器、太阳能电池和更多的设备中。但它们的有效性或可能被杂质所限制，发现这些缺陷需要复杂的显微镜技术，有时这是不切实际的。Dogariu的研究所得到成果对于发现这种潜在缺陷是特别具有价值的，这对于工业生产将是一个非常有前景的技术。

　　一个单一的原子层可实现光特性和其他电磁辐射的特性的改变，这种发现将有助于在亚波长尺度的光子器件中的光的控制，如LED和光伏电池等应用。

　　原文来源：https://phys.org/news/2017-05-scientists-light-matter-interaction-layer-atoms.html

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