環境光が2D素材の屈折を変える：米の研究者が3Dディスプレイ、仮想現実、自動運転車に役立つ可能性のある効果を発見

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ライス大学の研究者によると、二硫化タンタルの結晶格子内の原子は、光で操作できる3つの尖った星に配置されています。この現象は、材料の屈折率を制御するために使用できます。 XNUMXDディスプレイ、バーチャルリアリティ、および自動運転車のライダーシステムで役立ちます。（出典：Weijian Li /ライス大学）

要約：
二硫化タンタル中の微視的結晶は、3Dディスプレイ、バーチャルリアリティ、さらには自動運転車にヒットする可能性のあるものに主役を演じます。

周囲の光が2D素材の屈折を変化させる：米の研究者たちは、3Dディスプレイ、バーチャルリアリティ、自動運転車に役立つ効果を発見

テキサス州ヒューストン| 投稿日：2年2020月XNUMX日

エンジニアのGururaj Naikと大学院生のRiceのBrown School of EngineeringのWeijian Li氏によれば、材料のXNUMX次元配列には、周囲条件および一般照明下で制御できる独自の光学特性があります。

彼らが（その実績のあるツール、粘着テープを使用して）バルクサンプルからXNUMX次元のスライバーを引き出し、その上に光を当てると、層状の材料が流れる電子の電荷密度波を再配置し、その屈折率を変更します。影響を受ける軸に沿って放出された光は、入る光の強度に応じて色が変わります。

この発見の詳細は、アメリカ化学会のジャーナルNano Lettersに記載されています。

「バーチャルリアリティ、3Dディスプレイ、光学コンピューター、ライダーのような自動運転車に必要なアプリケーションの屈折率を変化させることができる光学材料が必要です」と、電気およびコンピューターエンジニアリングの助教授であるNaikは述べています。「同時に、それは高速でなければなりません。そうして初めて、これらの新しいテクノロジーを実現することができます。」

角柱状の金属中心を持つ半導電性の層状化合物である二硫化タンタルは、法案に合うように見えます。この材料は、室温で電荷密度波を保持して導電率を調整できることですでに知られていますが、光入力の強さによって屈折率も変化し、光が通過する速度を定量化します。これにより調整可能になるとナイク氏は言う。

タンタル層は、光にさらされると、星のダビデや保安官のバッジのように、12原子の星の格子に再編成され、電荷密度波を促進します。これらの星がどのように積み重なるかによって、化合物がc軸に沿って絶縁性か金属性かが決まります。

それはまたその屈折率を決定します。光が星を再整列させ、材料の光学定数に影響を与えるのに十分な電荷密度波を変化させます。

「これは、私たちが強相関物質と呼ぶものに属します。つまり、電子が互いに強く相互作用することを意味します」とLi氏は述べています。「この場合、外部刺激に対して強い反応を示す特性を予測できます。」

刺激が周囲の白色光と同じくらい穏やかであることは、ナイクが付け加えました。「これは、室温で光の相互作用が単一の粒子だけでなく、粒子の集まりでも起こる最初の材料です」と彼は言った。この現象は、二硫化タンタルでは10ナノメートル、厚さではミリメートルのように機能するとみられている。

「これは、強相関材料をアプリケーションで研究する人にとって重要な発見だと思います」とナイク氏は語った。「私たちは、光がこのマテリアルの相関関係の広がり方を変える非常に強力なノブであることを示しています。」

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ライス大学について
ヒューストンの300エーカーの森林に覆われたキャンパスに位置するライス大学は、US News＆World Reportにより、一貫して全米トップ20の大学にランクされています。ライスは、建築、ビジネス、継続研究、工学、人文科学、音楽、自然科学、社会科学の学校を高く評価しており、ベイカー公共政策研究所の本拠地です。 3,962人の学部生と3,027人の大学院生を抱えるライスの学部生と教員の比率は、6対1をわずかに下回っています。その寄宿制大学システムは、緊密なコミュニティと生涯にわたる友情を築き上げています。これは、ライスが生活の質で1位、プリンストンレビューで多くの人種/クラスの交流で1位にランクされている理由のXNUMXつです。ライスはまた、キプリンガーのパーソナルファイナンスによって私立大学の中で最高の価値として評価されています。

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