二硫化鉭中的微觀晶體在可能成為 3D 顯示器、虛擬現(xiàn)實甚至自動駕駛汽車的熱門產(chǎn)品中扮演著重要角色。根據(jù)工程師 Gururaj Naik 和萊斯大學(xué)布朗工程學(xué)院的研究生李偉建的說法，這種材料的二維陣列具有獨特的光學(xué)特性，可以在環(huán)境條件和一般照明下進行控制。

當(dāng)他們從大塊樣品(使用久經(jīng)考驗的工具，膠帶)上拉出二維條子并在上面照射光時，層狀材料會重新排列流過的電子的電荷密度波，從而改變其折射率。

沿受影響軸發(fā)射的光會根據(jù)進入的光強度改變其顏色。

美國化學(xué)學(xué)會雜志《納米快報》詳細介紹了這一發(fā)現(xiàn)。

“我們需要一種可以改變折射率的光學(xué)材料，用于虛擬現(xiàn)實、3D 顯示器、光學(xué)計算機和激光雷達等應(yīng)用，這是自動駕駛汽車所必需的，”電氣和計算機工程助理教授 Naik 說。“同時，它必須很快。只有這樣我們才能啟用這些新技術(shù)。”

二硫化鉭是一種具有棱柱形金屬中心的半導(dǎo)體層狀化合物，似乎符合要求。眾所周知，這種材料在室溫下具有電荷密度波，可以調(diào)整其電導(dǎo)率，但光輸入的強度也會改變其折射率，從而量化光通過的速度。Naik 說，這使得它可以調(diào)整。

當(dāng)暴露在光線下時，鉭層會重組為 12 原子星的晶格，如大衛(wèi)之星或警長的徽章，促進電荷密度波。這些恒星的堆疊方式?jīng)Q定了該化合物沿其 c 軸是絕緣的還是金屬的。

事實證明，這也決定了它的折射率。光觸發(fā)恒星重新排列，改變電荷密度波足以影響材料的光學(xué)常數(shù)。

“這屬于一類我們稱之為強相關(guān)材料的材料，這意味著電子之間會發(fā)生強烈的相互作用，”李說。“在這種情況下，我們可以預(yù)測對某些外部刺激表現(xiàn)出強烈反應(yīng)的特性。”

Naik 補充說，刺激與環(huán)境白光一樣溫和是一個加分項。“這是我們看到的第一種材料，其中光的相互作用不僅發(fā)生在單個粒子上，而且發(fā)生在室溫下的一組粒子上，”他說。他說，這種現(xiàn)象似乎適用于薄至 10 納米和厚至一毫米的二硫化鉭。

“我們認為，對于那些研究應(yīng)用強相關(guān)材料的人來說，這是一個重要的發(fā)現(xiàn)，”奈克說。“我們表明光是一個非常強大的旋鈕，可以改變這種材料中相關(guān)性的擴展方式。”

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