Ученые обнаружили новый способ взаимодействия света с материей

Ученые из Калифорнийского университета в Ирвайне (США) и Казанского федерального университета совершили важное открытие в области взаимодействия света с материей. Результаты их исследований были опубликованы в журнале ACS Nano.

Исследователи выяснили, что фотоны, проникая в кремний, приобретают значительный импульс, аналогичный импульсу электронов в твердых материалах, когда они ограничены пространствами нанометрового масштаба. Несмотря на то что использование кремния в оптоэлектронике затрудняют его невысокие оптические свойства, пористый и наноструктурированный кремний может излучать обнаружимый свет после воздействия на него видимого излучения.

Для проведения экспериментов исследователи создали в своей лаборатории образцы кремниевого стекла с различной степенью прозрачности, варьирующейся от аморфной до кристаллической. Затем они подвергли кремниевую пленку толщиной 300 нанометров воздействию сильно сфокусированного лазерного луча.

Там, где температура не превышала 500 градусов Цельсия, процедура приводила к образованию однородного стекла. В областях с температурой выше 500 градусов образовывалось гетерогенное полупроводниковое стекло. Такая «пленка из легкого вспененного материала» позволила исследователям наблюдать изменения электронных, оптических и тепловых свойств в наномасштабе.

Полученные результаты показали, что совмещение импульсов электрона и фотона усиливало их взаимодействие, что до этого наблюдалось только при комптоновском рассеянии гамма-фотонов высокой энергии (рассеяние фотона заряженной частицей, как правило, электроном).

ПолитАналитика