世界上已知最薄光學晶體被成功研發，厚度僅有1至3微米，較傳統晶體能效可提升萬倍。
世界上已知最薄光學晶體 能效可提升萬倍
中國科學家在2024年中關村論壇年會上發布了一項重大成果，已成功研發了世界上已知最薄的轉角菱方氮化硼晶體，這種晶體厚度僅有1至3微米。傳統光學晶體在有限厚度內難以高效產出激光，而這種新型晶體的能效卻比傳統光學晶體提升了100倍至1萬倍。
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光學晶體在激光技術中扮演著重要角色，被視為激光技術的「心臟」。激光技術在微納加工、量子光源、生物監測等領域具有重要應用。然而，傳統的光學晶體在較薄的厚度下難以高效地產生激光，因此研發更輕薄的光學晶體成為科學家們的關注焦點。
輕巧氮化硼為最佳選擇
中國科學家通過反復組合嘗試，確定輕巧的氮化硼為最佳選擇。然而，他們發現只是將氮化硼分子一層一層堆疊，激光通過時會出現相位失配的問題，進而影響激光的高效輸出，無法直接應用於激光器的製造。
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為解決這個問題，中國科學家創造了一種新的晶體設計方法。他們將每塊菱方氮化硼材料按特定角度進行轉動，堆疊而成的光學晶體能夠降低激光穿過時的能耗，從而實現高效的激光輸出。
光學晶體成功「瘦身」至1至3微米
這項研究結合了中國科學家的晶體設計理論和制備方法，成功將光學晶體「瘦身」至1至3微米，而傳統光學晶體的厚度通常在毫米級到厘米級。
轉角菱方氮化硼晶體（微博圖片）
二維材料的界面轉角理論
研發團隊將這一方法歸納為二維材料的界面轉角理論，並指出該理論的應用有望實現微米級激光器的尺寸縮小。此外，一些過去無法製造光學晶體的材料也有望在材料堆疊角度的轉動中得到新的應用。
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