【快讯】上海交大学者《自然》刊文发现并揭示莫尔晶格中波的演化规律

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中新网上海12月19日电(记者许婧)控制波的扩散，是长期存在于有限空间内的重要科学问题。 上海交通大学19日宣布，以光波定位为例，该校物理与天文学院叶芳伟课题组与陈险峰课题组合作，率先发现并揭示了基于摩尔光栅的极平带结构这一新的波包定位机制。 这个发现具有重要的物理意义和广泛的适用性。

12月18日，该研究成果为本地化和Delocalization oflightinphotonicmoir & Eacute； lattices在线发表在国际顶级期刊《自然》上。 论文的第一作者是王鹏博士生和郑远林助理研究员。 论文的合作者有上海交通大学陈险峰教授、山西长治学院黄长明博士、dr yaroslav kartashov (俄罗斯)、prof lluis torner (西班牙)、prof vladimir konotop (葡萄牙)。 叶芳伟教授是论文的通信作者，上海交通大学是论文唯一的通信单位。

叶芳伟课题组长花了很长时间研究微纳米级光与物质相互作用的新物理，探索了光调控的新途径。 云纹光栅为未来的光束控制、图像传输、新闻解决提供了更简单的手段，为研究低功率下的非线性光学提供了一个易于运行的平台。 此外，光子摩尔光栅的研究还为二维材料和冷原子系统中摩尔光栅的研究提供了极其有益的参考。 叶芳伟19日对记者说。

他举了个例子，设想未来，应用这个成果，制作玩具，说话的声音在里面，别人听不见，但换了立场，又能听得见，应该很有趣。

莫尔光栅在生活中很常见。 如果在两个周期结构重叠的同时，彼此之间改变一定的立场，就会看到明暗之间的条纹，即波纹。 事实上，云纹在艺术设计、纺织业、建筑学、图像解决、测量学、干涉仪等方面有独特的应用。

研究石墨烯的科学家们发现，两层石墨烯层叠而成的摩尔结构在某个特定的角像魔法一样表现出超导性:电流流动时完全没有损耗！ 这种超导性是单层石墨烯完全无法想象的，但摩尔晶格会从根本上改变材料的性质。 其次，研究了其他各种摩尔结构，发现了摩尔晶格越来越多的新的独特物理性质，形成了专业的研究方向twistronics (扭曲学)。 但是，根本的科学问题浪潮在摩尔晶格中是如何演化的还没有确定。

为此，研究人员利用光学诱导的方法，将两个周期光栅写入同一晶体，得到了最初的高度可调的光子晶体光栅。 利用该摩尔光栅的连续可调性，通过大量的数值模拟和实验，课题组发现了摩尔光栅中波包的演化规律:随着两个周期光栅的相对权重及其之间相对转角的变化，波包在摩尔光栅演化时，波形的扩展和局部急剧。

令人惊讶的是，光束在摩尔晶体结构域！ 经过严密的理论分析和辅助，大量的数值模拟发现，课题组在正常情况下(除非摩尔角正好落在某个离散的特殊角上)，与摩尔光栅对应的准带结构的各级带都是极平带。 因为这个光子在摩尔晶格中失去动能，不能自然扩散，只能是局部的。 显然，摩尔晶格中的定位在机制上与人们已知的其他环境下的定位完全不同，代表了一种新的定位方法。 课题组还研究了其他各种颜色的摩尔光栅，通过了大量测试，发现摩尔光栅中光子的定位和特殊摩尔角下的色散实际上是摩尔光栅的共性，广泛存在。