科学家创造出“理解”光的旋向性的智能材料

科学家们开发出了一种新型半导体材料,它可以做一些不寻常的事情:它可以区分左旋光和右旋光,同时还能对可见光做出反应。这一突破有助于在光通信、传感和能源转换等领域创造更先进的技术。这项研究是由 […] 的一个团队领导的。科学家创造的智能材料可以“理解”光的旋向性,该文章首先出现在《Knowridge Science Report》上。

来源:Knowridge科学报告

科学家们开发出了一种新型半导体材料,它可以做一些不寻常的事情:它可以区分左旋光和右旋光,同时还能对可见光做出反应。

这一突破有助于在光通信、传感和能源转换等领域创造更先进的技术。

该研究由布法罗大学的一个团队领导,并发表在《自然通讯》上。

它专注于一种称为手性半导体的特殊材料。

“手性”意味着某物具有用手性,就像你的左手和右手是镜像但不相同。

自然界中的许多分子,包括DNA,都具有这种性质。

同样,手性半导体也具有左手或右手结构。

这使得它们能够与具有旋性的光(称为圆偏振光)进行不同的交互。这种能力很有用,因为它可以为技术中如何使用光添加额外的信息层。

但是,有一个重大限制。大多数手性半导体对可见光的响应不佳。相反,它们主要与高能紫外线相互作用。

发生这种情况是因为带隙,它是材料中电子移动和携带电流所需的能量。在许多手性材料中,带隙太大,可见光无法触发这种运动。

为了解决这个问题,研究人员将手性半导体与另一种非手性但很容易吸收可见光的分子结合起来。他们使用的手性材料基于一种称为钙钛矿的晶体。然后他们添加了第二种分子,称为 F4TCNQ,它擅长接受电子。

当这两种材料结合在一起并暴露在可见光下时,有趣的事情发生了。手性半导体仍然保持其旋向性,这意味着它可以区分左旋光和右旋光。