本文摘要：由哥伦比亚大学工程系应用于物理学助理教授于南芳率领的研究团队，找到了一种新的热力学光学材料，并展出该种新的设备能在一个更加普遍的波长范围内的动态控制光，使得构建调制幅度小于目前设备已沦为有可能。 该研究团队，还包括来自普渡大学、哈佛大学、德雷克塞尔大学和布克海文国家实验室的研究人员构成，研究找到镍酸钐（SmNiO3）在空前普遍的频谱中范围从蓝色可见光谱（400nm波长）到中红外热辐射光谱（几十微米）上，需要构建电回声的半透明和不半透明之间的倒数掌控。

由哥伦比亚大学工程系应用于物理学助理教授于南芳率领的研究团队，找到了一种新的热力学光学材料，并展出该种新的设备能在一个更加普遍的波长范围内的动态控制光，使得构建调制幅度小于目前设备已沦为有可能。　　该研究团队，还包括来自普渡大学、哈佛大学、德雷克塞尔大学和布克海文国家实验室的研究人员构成，研究找到镍酸钐（SmNiO3）在空前普遍的频谱中范围从蓝色可见光谱（400nm波长）到中红外热辐射光谱（几十微米）上，需要构建电回声的半透明和不半透明之间的倒数掌控。

该研究，这是对SmNiO3光学性质的第一次调查和作为在光子器件方面应用材料的第一个样板，已在线公开发表在《先进设备材料》杂志上。　　SmNiO3性能还包括创纪录的振幅和波长的回声范围，于说。

完全没任何其他的材料，需要获取这样的人组的属性，因此它对于生产光电器件来说是十分理想的。半透明和不半透明的状态之间的共轭调整是基于室温条件下的电子掺入，这种潜在的切换十分慢，修筑了普遍的很令人兴奋的应用于前景，如对于阳光几乎和动态控制的智能窗口的调整，星型热发射率涂层的红外伪装成和电磁辐射温度控制，光调制器，和光学存储装置。

　　还有还包括一些用于SmNiO3材料展开掌控热辐射生产智能红外伪装成和体温调节设备的潜在新功能。这些涂层可以使人和车辆比它们实质上在夜间的热光学摄像机镜头前变得更加冻。通过调整其暗淡的和黑暗的一面相对于太阳的比较热辐射效果，该涂层可以有助增加在卫星上的大的温度梯度，从而缩短了卫星的寿命。

由于该热力学材料可以在高速度的半透明和不半透明的状态之间转换，它可用作自由空间光通信和光雷达的调制器和光存储装置中。　　长期以来，研究人员仍然在尝试创建需要动态控制光的有源光学器件。这些还包括波音787梦幻客机的智能窗的掌控（但不几乎）太阳光的入射，可改写DVD光盘，我们可以用一束激光载入和读取光盘数据，和低数据速率、长距离光纤通信系统的信息写出到光束中的光调制器。有源光学器件在日常生活中是不少见的，因为先进设备的大力可回声光学材料仍然是如此无法寻找，并展开设计必要的设备架构，缩放这种可回声材料的影响。

　　当哈佛材料科学副教授ShriramRamanathan，找到了SmNiO3室温下极大的固定式电阻率，于注意到这一研究。两人遇见在2013IEEE光子学会议上，要求合作。

于和他的学生与Ramanathan联合研究，作为本研究论文的联合作者，对热力学材料的初始光学研究，把这种材料构建到纳米结构设计师设计的光学模块星型表面并创立有源光电子器件的原型，还包括掌控一束光的光调制器，和需要掌控热辐射效率的星型发射率涂料。　　SmNiO3感叹一个不奇怪的材料，李兆一说，他论文的主要作者，Yu博士研究生，因为它使得材料显得更为电绝缘，且在材料中掺入更加多电子时显得更加半透明，这才是和普通的材料如半导体材料的特性忽略。

　　事实证明，掺入的电子与材料中最初的电子锁定成对，一个被称作强劲电子关联的量子力学现象，这种效果使得这些电子不能用作在电流中和吸取光。因此，电子掺入后，SmNiO3薄膜原本不半透明的忽然容许多达百分之七十的红外线和红外电磁辐射展开传输通过。

　　我们面对的仅次于挑战之一，李说，是承继SmNiO3材料到光学器件中。为了应付这一挑战，我们利用类似的纳米加工技术开发了SmNiO3薄膜材料图案，制作星型表面材料结构。此外，我们精心自由选择了器件结构和材料，保证设备能忍受较高的温度和压力，为在制作过程中转录SmNiO3。

　　于和他的合作者计划下一步将展开系统的研究，来理解对SmNiO3热力学的基础科学和技术应用于的探究。该团队将研究在材料毁坏之前其可以忍受内在热力学速度和热力学循环周期。他们还将希望解决问题技术问题，还包括超薄的制备和材料的平滑薄膜制作以及利用纳米加工技术将这种材料构建到新型平面光学器件中。

　　这项工作是构建研究实验室主要目标，把材料构建到光学模块功能器件上的一个关键的一步，于提及。我们设想代替平面光学的轻巧的光学器件和组件，利用光和二维结构化材料之间的强劲相互作用，以按照意愿掌控光。这一热力学材料的找到和它的顺利统合到一个平缓的设备架构将是一个根本性的进步，构建主动平面的光学器件不仅使我们正在用于的设备具备强化的性能，而且将不具备全新的功能。

　　于的团队还包括Ramanathan和于的博士生周由和他的普度大学博士后张真，他们对制备的热力学材料做到了一些热力学实验（这项工作开始在哈佛大学展开研究，在Ramanathan搬普渡大学后之后展开）；德雷赛尔大学材料科学教授ChristopherLi，博士生齐浩，和研究科学家潘百川，他们通过构建SmNiO3到一种新型聚合物液体电解质中制作出有固态器件；布鲁克海文国家实验室的工作人员的科学家MingLu和AaronStein，它们协助了该设备的加工。在这项研究的进展期间，哥伦比亚应用于物理和应用于数学系的材料科学与工程系的助理教授杨园，展开了部分咨询工作。

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