自然界中電磁波的波譜范圍非常廣，人眼可見光的波長在0.3微米到0.8微米之間，只占電磁波波譜中很小的一部分。而僅僅是這一部分光波，就能讓人類感知到五彩繽紛、變化莫測的大千世界。

在可見光之外，還有很多人類用肉眼看不到的光，即不可見光。南京大學電子科學與工程學院教授、博士生導師王肖沐研究的，就是不可見光中的紅外電磁波。

前段時間，2019年度“求是獎”揭曉。因在紅外光子學領(lǐng)域作出的突出貢獻，王肖沐捧起了該獎證書。

王肖沐（左）為學生講解實驗原理王肖沐供圖

尋找最便宜的半導體材料

根據(jù)波長，紅外電磁波可分為近紅外、中紅外、遠紅外等波段。王肖沐的工作，主要圍繞中紅外波段展開。

在結(jié)束了劍橋大學和耶魯大學的博士后研究工作后，2016年年底，王肖沐回國加入南京大學電子科學與工程學院。

“來到南京大學后，我的工作主要是研制中紅外探測器。而找到性能優(yōu)越、價格低廉、加工方便的半導體材料，是研制出該探測器的關(guān)鍵?！蓖跣ゃ逭f，紅外探測器價格非常昂貴，主要就是因為半導體材料成本降不下來。

為了降低半導體材料和探測器加工的成本，王肖沐想到，能否利用硅材料。

“硅是相對便宜的半導體材料，但是硅有一點很大的不足，就是它對紅外光沒有響應，那就只能將硅材料和其他材料進行集成?！庇谑?，王肖沐想到了他的“老朋友”——黑磷。

“黑磷是我在耶魯大學做博士后時，就一直在研究的材料。我所在的研究小組，是當時世界上最早研究該材料的三個研究組之一?！蓖跣ゃ逭f。

時間回溯至2014年11月。

那時王肖沐在耶魯大學從事博士后研究工作，他和導師偶然在黑磷中發(fā)現(xiàn)了經(jīng)典的量子隧穿現(xiàn)象。

在量子力學領(lǐng)域，量子隧穿現(xiàn)象指的是，電子等微觀粒子能夠穿入或穿越位勢壘的量子行為。

隨著研究的深入，王肖沐逐漸覺察到，那可能不是量子隧穿，而是彈道雪崩。

王肖沐向記者介紹道，彈道雪崩這種物理機制，是將量子彈道輸運與雪崩擊穿過程相結(jié)合，使粒子同時具有量子特性和雪崩特性。