将光转换为固体电流的通用路径

研究人员长期以来一直想知道光是否可以有效地转化为电能。利用光、光电流发电的现实而有效的方法在能源的清洁转换、信息处理、传感器、光电探测器和许多其他光电用途中具有许多潜在的应用。

这个问题促使科学家们寻找新型量子材料。最近，印度理工学院(IIT)孟买分校的研究人员提出了一种巧妙的方法，不仅可以以与材料无关的方式产生光电流，而且可以有效地对其进行调整和定制以供广泛使用。

由于其拓扑性质，外尔半金属产生的光电流是一个热门话题。尽管外尔半金属对外部扰动具有鲁棒性，但光电流仅局限于外尔半金属的某些对称类别。

最近发表在《物理评论 B》上的研究表明，单色、圆偏振光设置会在韦尔半金属中产生光电流，无论其基本对称性和结构细节如何。

使用强激光脉冲可以释放与螺旋度相关的光电流，该光电流也可以通过光的椭圆率进行调节。突出显示的光电流产生方法显示了对圆偏振光的振幅、相位和螺旋度的敏感性。

此外，当光的椭圆度从圆形转变为线性时，光电流逐渐减小到零。与之前在外尔半金属中使用两种频率的光的超短爆发的尝试相比，这导致了该方法的新颖性。早期的方法仅将强度作为控制参数来调整光电流。

更进一步，研究人员还说明，可以使用一对线性偏振脉冲产生光电流，这是《物理评论 B》的另一篇出版物中最简单的实验设置。这项工作的首席研究员 Amar Bharati 成功证明，强光及其较弱的二次谐波足以有效地将光转化为电能。

这种新颖方法的优点是多方面的。首先，它在拓扑和非拓扑材料中产生通用光电流。其次，可以通过调整偏振平面之间的角度和两束光的振幅比来定制它。第三，可以通过在两次光爆发之间引入时间延迟来进一步调整它。

这两篇论文的作者之一 Gopal Dixit 教授表示：“在快速发展的光电探测器和光电子学领域，一种产生光电流的通用方法增加了新的维度。一方面，对于信息处理来说，可以随意产生光电流。另一方面，需要一个用于强光的光电探测器解决了表征强光的迫切需求。”