最新！科学家发现光波能穿过金属

金属具有良好的导电和导热性能，在生活中得到广泛应用。常见的金属材料在可见光波长下具有反射性，会反弹任何的光，所以我们在日常生活中见到的金属通常具有光泽，人们也因此普遍认为光线无法穿过金属。然而近日，由美国哥伦比亚大学科学家领导的一个研究团队挑战了人们对传统金属的认知，该团队的一项新研究描述了一种能够导光的金属。

美国哥伦比亚大学科学家一直在探索一种称为ZrSiSe的半金属材料的光学特性，光能够以某种频率与金属发生异常的相互作用。光不仅仅被反射，而且可以以锯齿形的模式在材料内部传播，然后穿过材料。该研究能够帮助科学家开发出更高效的光学芯片，相关研究已发表在近期的《科学进展》杂志上。

这项工作由哥伦比亚大学的博士后Yinming Shao领导，他在与 Basov 小组合作期间，一直在探索一种名为 ZrSiSe 的半金属材料的光学特性。 2020 年他和同事在 Nature Physics 上发表了一篇研究，表明 ZrSiSe 与石墨烯具有电子相似性。石墨烯是 2004 年发现的第一种被称为狄拉克(Dirac)的材料，然而，ZrSiSe 增强了狄拉克半金属罕见的电子相关性。

石墨烯是单层原子薄的碳层，而 ZrSiSe 是由在面内和面外方向上表现不同的层组成的三维金属晶体，这种特性称为各向异性。 “这有点像三明治：一层像金属，而下一层像绝缘体，” Yinming Shao解释道， “当这种情况发生时，光开始以某些频率与金属发生异常的相互作用。它不仅可以反弹，还可以以锯齿形图案在材料内部传播，我们称之为双曲线传播。”

在他们目前的工作中，Yinming Shao和他的合作者通过不同厚度的 ZrSiSe 样品观察到光的这种曲折运动，即“双曲线波导模式”。这种波导可以引导光通过一种材料，在这里，光的光子与电子振荡混合以产生称为等离子体的混合准粒子。

该小组希望探索与 ZrSiSe 有相似之处但可能具有更有利的波导特性的其他材料。这可以帮助研究人员开发更高效的光学芯片和更好的纳米光学方法来探索有关量子材料的基本问题。

该研究论文题为"Infrared plasmons propagate through a hyperbolic nodal metal"，已发表在Science Advances上。主要作者为哥伦比亚大学的博士后Yinming Shao。

前瞻经济学人APP资讯组

参考资料： https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add6169

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