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中新網(wǎng)上海12月19日電(記者許婧)控制波的擴(kuò)散，是長期存在于有限空間內(nèi)的重要科學(xué)問題。 上海交通大學(xué)19日宣布，以光波定位為例，該校物理與天文學(xué)院葉芳偉課題組與陳險(xiǎn)峰課題組合作，率先發(fā)現(xiàn)并揭示了基于摩爾光柵的極平帶結(jié)構(gòu)這一新的波包定位機(jī)制。 這個(gè)發(fā)現(xiàn)具有重要的物理意義和廣泛的適用性。

12月18日，該研究成果為本地化和Delocalization oflightinphotonicmoir & Eacute； lattices在線發(fā)表在國際頂級(jí)期刊《自然》上。 論文的第一作者是王鵬博士生和鄭遠(yuǎn)林助理研究員。 論文的合作者有上海交通大學(xué)陳險(xiǎn)峰教授、山西長治學(xué)院黃長明博士、dr yaroslav kartashov (俄羅斯)、prof lluis torner (西班牙)、prof vladimir konotop (葡萄牙)。 葉芳偉教授是論文的通信作者，上海交通大學(xué)是論文唯一的通信單位。

葉芳偉課題組長花了很長時(shí)間研究微納米級(jí)光與物質(zhì)相互作用的新物理，探索了光調(diào)控的新途徑。 云紋光柵為未來的光束控制、圖像傳輸、新聞解決提供了更簡(jiǎn)單的手段，為研究低功率下的非線性光學(xué)提供了一個(gè)易于運(yùn)行的平臺(tái)。 此外，光子摩爾光柵的研究還為二維材料和冷原子系統(tǒng)中摩爾光柵的研究提供了極其有益的參考。 葉芳偉19日對(duì)記者說。

他舉了個(gè)例子，設(shè)想未來，應(yīng)用這個(gè)成果，制作玩具，說話的聲音在里面，別人聽不見，但換了立場(chǎng)，又能聽得見，應(yīng)該很有趣。

莫爾光柵在生活中很常見。 如果在兩個(gè)周期結(jié)構(gòu)重疊的同時(shí)，彼此之間改變一定的立場(chǎng)，就會(huì)看到明暗之間的條紋，即波紋。 事實(shí)上，云紋在藝術(shù)設(shè)計(jì)、紡織業(yè)、建筑學(xué)、圖像解決、測(cè)量學(xué)、干涉儀等方面有獨(dú)特的應(yīng)用。

研究石墨烯的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，兩層石墨烯層疊而成的摩爾結(jié)構(gòu)在某個(gè)特定的角像魔法一樣表現(xiàn)出超導(dǎo)性:電流流動(dòng)時(shí)完全沒有損耗！ 這種超導(dǎo)性是單層石墨烯完全無法想象的，但摩爾晶格會(huì)從根本上改變材料的性質(zhì)。 其次，研究了其他各種摩爾結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)了摩爾晶格越來越多的新的獨(dú)特物理性質(zhì)，形成了專業(yè)的研究方向twistronics (扭曲學(xué))。 但是，根本的科學(xué)問題浪潮在摩爾晶格中是如何演化的還沒有確定。

為此，研究人員利用光學(xué)誘導(dǎo)的方法，將兩個(gè)周期光柵寫入同一晶體，得到了最初的高度可調(diào)的光子晶體光柵。 利用該摩爾光柵的連續(xù)可調(diào)性，通過大量的數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)，課題組發(fā)現(xiàn)了摩爾光柵中波包的演化規(guī)律:隨著兩個(gè)周期光柵的相對(duì)權(quán)重及其之間相對(duì)轉(zhuǎn)角的變化，波包在摩爾光柵演化時(shí)，波形的擴(kuò)展和局部急劇。

令人驚訝的是，光束在摩爾晶體結(jié)構(gòu)域！ 經(jīng)過嚴(yán)密的理論分析和輔助，大量的數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)，課題組在正常情況下(除非摩爾角正好落在某個(gè)離散的特殊角上)，與摩爾光柵對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)帶結(jié)構(gòu)的各級(jí)帶都是極平帶。 因?yàn)檫@個(gè)光子在摩爾晶格中失去動(dòng)能，不能自然擴(kuò)散，只能是局部的。 顯然，摩爾晶格中的定位在機(jī)制上與人們已知的其他環(huán)境下的定位完全不同，代表了一種新的定位方法。 課題組還研究了其他各種顏色的摩爾光柵，通過了大量測(cè)試，發(fā)現(xiàn)摩爾光柵中光子的定位和特殊摩爾角下的色散實(shí)際上是摩爾光柵的共性，廣泛存在。