科学家把光“关”进比头发丝薄1000倍的薄膜里

本文介绍了一项突破性光学研究：研究人员利用二硒化钼（MoSe₂）材料，设计出一种亚波长光栅结构，厚度仅40纳米（不足一根头发直径的千分之一），却能有效捕获并约束波长在微米量级的红外光。传统光学器件受限于光的波动性——通常无法操控比光波长更小的结构；而该团队通过精密设计纳米级平行条纹阵列（类似微型棱镜），使光在超薄层内发生强反射与局域增强，实现‘亚波长限光’。关键在于MoSe₂具有极高的折射率（约4.5），使光在其内部显著减速，从而大幅提升光场压缩能力。此外，MoSe₂是半导体且具备强非线性光学效应，能通过‘三倍频’过程将三束红外光高效合成为一束蓝光——在该结构中，转换效率比普通薄膜高出1500多倍。制造工艺上，团队摒弃了低效的手撕法（胶带剥离），改用分子束外延（MBE）技术，首次实现了数平方英寸面积、厚度均匀且仅为40纳米的大尺寸薄膜，其厚度与面积之比达百万分之一，远超A4纸（约1:2000）。这一可扩展、高精度的制备方法，让基于超薄二硒化钼的光子集成电路等实用化应用真正走向可能。