近日，北京大學(xué)量子材料中心孫棟研究員的超快光譜課題組利用偏振角度分辨瞬時(shí)反射光譜，對(duì)鉭銥碲在光激發(fā)下各向異性性質(zhì)的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)其具有各向異性的光學(xué)及電學(xué)性質(zhì)。

什么是各項(xiàng)異性？

各向異性是指物質(zhì)的性質(zhì)隨著方向的改變而有所變化，在不同方向上所展現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)不同。這相當(dāng)于我們?cè)谂恼諘r(shí)選取的角度不同，最后照片所呈現(xiàn)的效果也不同，不同的角度就是不同的方位，不同的效果就是不同的性質(zhì)。

電子是如何分布的？

物質(zhì)由帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子組成。研究表明，這些電子只能分布在一層一層的臺(tái)階上，能量是量子化的。每一個(gè)臺(tái)階就是一個(gè)能級(jí)，而且每個(gè)能級(jí)上最多只能容納兩個(gè)電子。像很多密集的線會(huì)組成帶子一樣，固體中的臺(tái)階太多后也會(huì)組成一條條帶子，即“能帶”。能帶分為導(dǎo)帶、價(jià)帶和禁帶等，它的結(jié)構(gòu)決定了固體的電學(xué)屬性。

鉭銥碲有哪些獨(dú)特之處？

鉭銥碲的特殊點(diǎn)在于它是新型材料，屬于第二類(lèi)拓?fù)浒爰?jí)金屬。根據(jù)能帶理論，我們把導(dǎo)帶與價(jià)帶相交很多的固體稱(chēng)為金屬，它沒(méi)有禁帶，電子可以方便地在能帶里面跳躍而導(dǎo)電，比如鐵、鋁、銅、鋅等。半金屬是指導(dǎo)帶與價(jià)帶挨著但是又不重合的固體，它沒(méi)有禁帶，但導(dǎo)電能力卻比金屬弱很多。拓?fù)鋭t是指表面態(tài)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同于金屬的能帶結(jié)構(gòu)，拓?fù)浒虢饘俑鶕?jù)能帶形狀可以分為第一類(lèi)拓?fù)浒虢饘俸偷诙?lèi)拓?fù)浒虢饘伲谝活?lèi)形狀像“沙漏”，第二類(lèi)形狀像傾斜的“沙漏”。鉭銥碲就屬于第二類(lèi)拓?fù)浒爰?jí)金屬。

研究發(fā)現(xiàn)，第二類(lèi)外爾半金屬鉭銥碲具備極高的光電探測(cè)應(yīng)用潛力，是未來(lái)新型及高性能電子、光電器件的理想材料。人們可以利用它制作光學(xué)調(diào)制器、光電探測(cè)器、遙感器，高速光偏振傳感光調(diào)制器和開(kāi)關(guān)等。

總之，研究鉭銥碲各向異性特性的動(dòng)態(tài)演化對(duì)材料在偏振分辨相關(guān)的應(yīng)用至關(guān)重要，為未來(lái)基于鉭銥碲的電子和光電器件在強(qiáng)場(chǎng)工作環(huán)境下及光電器件在光輻射下的角度敏感工作特性提供了器件物理支持。我們期待，這些新設(shè)備將為我們以后的生活帶來(lái)更多的精彩。