光电子学基础的应用实例 Science 综述莫尔光子学和光电子学|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

Science 综述莫尔光子学和光电子学

近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心杜罗军特聘研究员 、张广宇研究员 、黄智恒博士 、美国加州大学伯克利分校王枫教授 和芬兰阿尔托大学孙志培教授 等应邀在学术期刊上发表题为“Moiré photonics and optoelectronics” 的综述文章。该文章系统总结了莫尔光子学和光电子学最新进展，比如莫尔激子、莫尔极化子、莫尔激光、量子光源、对称性破缺光电子学等，同时也展望了相关研究领域未来需要解决的挑战、可能的研究方向及应用前景。

莫尔超晶格是一个新兴的人工量子系统，为能带调控、光和物质相互作用，以及全新的物理现象和器件架构提供了广泛的可能。例如，莫尔超晶格中形成的平带可极大增强电子关联相互作用，导致众多新奇的拓扑和关联电子态：莫特绝缘态、铁电序、魏格纳晶态、非常规超导和轨道磁性 等。

图1. 莫尔光子学和光电子学

莫尔超晶格与光相互作用为各种引人入胜的光子学和光电子学的发展注入了众多机遇。2019年初，国际上四个课题组分别独立在上发表文章，从实空间和动量空间的角度分别阐明了莫尔超晶格对激子的影响，并激发了科学工作者对莫尔光子学和光电子学的巨大兴趣。在过去不到5年的时间里，人们以前所未有的速度见证了丰富多彩的莫尔光子学和光电子学特性，包括莫尔集体激发、莫尔极化子、莫尔关联电子态相关的光子学、强中红外响应、可调非线性体光伏效应、片上智能红外传感等。

莫尔超晶格为光与物质相互作用、光子学和光电子学提供全新量子维度，将为未来技术应用奠定科学基础。中国科学院物理研究所杜罗军特聘研究员、张广宇研究员与国际合作者系统性地总结了莫尔光子学和光电子学最近进展。文章首先讨论了莫尔超晶格的制备和可视化表征方法 ，然后重点阐述了莫尔超晶格所带来的新奇光子学 (如莫尔束缚的零维激子、共振杂化激子、量子光源、大量子非线性的莫尔极化子)，以及光电子学 (如中红外光探测、单光子探测、对称性破缺光电子学)，并对莫尔光子学和光电子学领域在未来需要解决的挑战和可能的研究方向做出展望。

该文指出，最近令人眼花缭乱的一系列成果表明，目前我们还只看到莫尔光子学和光电子学的冰山一角，未来还会有更多的惊喜出现。莫尔光子学和光电子学时代即将开启。

该工作得到了国家自然科学基金、科技部国家重点研发计划、中科院B类先导专项、广东省重点领域研发计划、欧盟ERC、欧盟地平线2020研究和创新计划等的资助。

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智能“追光者”——天津大学成功研制仿生向日葵新材料

天津大学成功研制仿生向日葵新材料天津大学供图

中新网天津4月20日电 (孙玲玲通讯员焦德芳)作为向光性植物的典型代表，向日葵不仅可以感知阳光的方向并随之响应，而且可以自发不断地紧紧追踪阳光运动，表现出了一种自我调节的生物智能。日前，天津大学封伟教授团队受自然界向日葵向光特性启发，成功开发了一种能“追光”的智能新材料——基于MXene增强液晶弹性体的仿生向日葵管状液晶驱动器。相关成果已发表于国际权威期刊《先进功能材料》。

“作为概念验证演示，我们用这种新材料制备了一个‘仿生向日葵’，它能够实时迅速追踪不断变化的非聚集光源。”封伟教授说，“这项研究不仅为开发兼具感知、自反馈和执行功能的软物质智能材料提供了新思路，还有望为高分子智能材料在自适应光电子学、智能软机器人等领域的应用研究奠定基础。”

“自然界是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。向日葵独特的向光性为我们开发新型仿生智能材料与技术提供了丰富的灵感。”据封伟教授介绍，液晶弹性体是一类优异的智能高分子材料，兼具聚合物弹性和液晶各向异性，同时具有多刺激响应性、类似肌肉的机械性能、可逆驱动变形以及形状可编程等性能，在仿生智能材料、人工肌肉和自适应系统等领域均具有广泛的应用前景。(完)