研究人员在美国能源部SLAC国家加速实验室使用高速电子相机拍摄快照时，发现了一种超薄材料的新行为，这为操纵光提供了一种有前途的方法，这种方法将对检测、控制或发射光的设备(统称为光电设备)有用，并可用于研究光在材料中的偏振方式。光电设备用于许多与我们日常生活息息相关的技术，包括发光二极管(LED)、光纤和医学成像。

高速电子相机揭示超薄材料中新的光扭曲行为

据《纳米快报》报道，由SLAC和斯坦福大学教授AaronLindenberg领导的研究小组发现，当以特定方向取向并受到线性太赫兹辐射时，二碲化钨超薄薄膜会使入射光产生圆偏振，而这种薄膜具有在光学设备中使用时使光偏振的理想特性。

太赫兹辐射位于电磁波谱的微波和红外区域之间，能够以新颖的方式表征和控制材料的特性。科学家希望找到一种方法来利用这种光来开发未来的光电设备。

捕捉材料在太赫兹光下的行为需要能够以超快速度记录相互作用的先进仪器，而SLAC在直线加速器相干光源(LCLS)上世界领先的超快电子衍射(MeV-UED)仪器就可以做到这一点。

MeV-UED通常用于通过测量电子束撞击样品后原子如何散射电子来可视化原子的运动，而这项新研究使用飞秒电子脉冲来可视化传入太赫兹脉冲的电场和磁场，这导致电子来回摆动。在研究中，圆偏振由电子图像显示为圆形图案而不是直线来表示

这种超薄材料厚度仅为50纳米。“这比我们通常需要的引发此类反应的材料薄1,000到10,000倍，”林登伯格说。

研究人员对使用这些超薄材料(称为二维(2D)材料)来制造更小、功能更多的光电设备感到兴奋。林登伯格说，他们设想用多层2D结构制造设备，就像堆叠乐高积木一样。每个2D结构将由不同的材料组成，这些材料经过精确排列以产生特定类型的光学响应。这些不同的结构和功能可以组合成紧凑型设备，这些设备可能会有潜在的应用，例如，在医学成像或其他类型的光电设备中。

林登伯格说：“这项工作代表了我们操纵太赫兹光场工具箱中的另一个元素，这反过来可以让我们以有趣的方式控制材料和设备。”