在晶体中停止的光波有望成为控制光子的新方法

寻找新的方法来减缓转瞬即逝的光波，甚至阻止它们前进，可能会导致更先进的光子设备，如激光器、LED显示屏、光纤和传感器。

在一个由硅晶体制成的狡猾陷阱中，科学家们发现了一种灵活的新方法，可以使光波绝对静止。

光可以通过几种不同的方式停止，例如通过冷却原子云，甚至将光波编织在一起.这种新方法来自荷兰的AMOLF和代尔夫特理工大学，具有将新技术应用变为现实的优势。

“这一原理提供了一种新的方法来减慢光场，从而增强其强度，”物理学家Ewold Verhagen说之阿莫尔夫.“在芯片上实现这一点对于许多应用尤为重要。

该团队的工作基于使用二维材料操纵电子，例如石墨烯.在导电材料中，电子可以自由移动，像一条小高速公路一样放大。然而，施加磁场可以将电子的运动限制为某些能量，称为朗道水平.

将电子推到朗道能级的不仅仅是磁铁。由单层原子组成的二维石墨烯也可以做到这一点。通常，石墨烯是导电的;但是，如果你扭曲或扭曲石墨烯，例如通过拉伸它，你可以将电子限制在朗道能级，将正常导电的材料变成绝缘体。

Verhagen与AMOLF的René Barczyk和代尔夫特大学的Kobus Kuipers一起，试图找出他们是否能找到一种对光子具有与扭曲石墨烯对电子相似影响的材料。

现在，光可以用一种类似于石墨烯的材料来操纵，称为光子晶体。研究人员发现，它们可以以类似的方式使光波停滞不前。

“光子晶体通常由硅层中规则的二维空穴图案组成。光可以在这种材料中自由移动，就像石墨烯中的电子一样。Barczyk解释道.

“以正确的方式打破这种规律性将使阵列变形，从而锁定光子。这就是我们为光子创建朗道能级的方式。

该团队的蜂窝状光子晶体能够使用代表不同类型变形（例如弯曲或翘曲）的过程将光限制在朗道水平。他们甚至能够在同一材料的不同位置诱导不同类型的翘曲，从而产生光子晶体，其中光可以在某些部分自由流动，但在其他部分受到限制。

这一发现需要进一步发展，但它确实使科学家更接近于在非常小的尺度上对光进行精细控制。

“这让片上应用更接近，”Verhagen说.

“如果我们能将光限制在纳米尺度上，并像这样让它停止，它的强度将大大增强。不仅在一个位置，而且在整个晶体表面。这种光浓度在纳米光子器件中非常重要，例如对于开发高效激光器或量子光源。

该团队的研究已发表在自然光子学.

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