苏州大学和南京大学的研究人员发现,导电薄膜并非传统的完美反射体,由此重新定义了该类材料的吸光能力极限

在紧凑型光电子器件中，石墨烯等超薄导电薄膜可用作吸光材料。但传统理论认为这些材料最多只能吸收50%的入射光，因此限制了器件效率。

苏州大学罗杰团队与南京大学合作研究发现，当光线以掠射角入射时，这类薄膜的吸光率极限可达82.8%。该发现不仅有望提升器件效率，更推动物理学家对亚波长尺度下物质与光相互作用机制的理解。这项研究已于1月28日发表于Physical Review Letters。

传统50%吸光率极限源于基础物理限制：光线照射超薄薄膜时，部分将被反射，部分则发生透射，此时薄膜上下表面平行方向的电场强度必须保持相等。

在均匀环境中，该限制导致反射光量与透射光量形成固定关联，从而使吸光率上限锁定在50%。学界普遍认为该极限与光的频率、偏振态及初始方向无关，并且对于掠射光而言，吸光作用更被认为可忽略不计。

罗杰团队通过掠射光理论研究发现：在掠射角入射条件下，电场限制不会形成固定的反射-透射关系。这一区别使吸光率极限在诸多频率范围得以超越50%，并且在特定材料相关频率下可达到82.8%的普适峰值。

研究团队使用太赫兹频段光波与超薄硅膜实验验证了该理论。研究结果表明，吸光率极限在0.03-3太赫兹频段内可突破50%，在0.3太赫兹附近达到峰值。

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《突破掠入射条件下任意厚度导电薄膜的固有吸光率极限》