国外一组研究人员最近建造了一个智能量子传感器，它的大小约为人类头发横截面的1/1000，利用电子的量子特性它可以同时检测光的强度、偏振和波长。这一项研究有助于推进天文学、医疗保健和遥感领域取得突破。

该研究工作是在耶鲁大学工程与应用科学学院副教授Fengnian Xia和德克萨斯大学达拉斯分校物理学副教授Fan Zhang的带领下完成的，他们的研究成果发表在最近的《自然》杂志上。

近年来，研究人员已了解到，以特定的角度扭曲某些材料可以形成所谓的“莫尔材料”，这种材料会产生以前从未被发现的特性。该研究小组使用了扭曲双层石墨烯材料来构建他们的传感装置。这种材料由两个自然堆叠的碳原子层经过轻微的旋转扭曲后而成。这一点是很关键的，因为扭曲会降低晶体的对称性，并且原子结构不太对称的材料(在许多情况下)会产生一些有趣的物理特性，而这些特性在那些具有更大对称性的材料中是没有的。

借助该设备，研究人员能够检测到一种所谓的“体光伏效应”(BPVE)的强烈存在，这是一种将光转化为电能的过程，其响应强度依赖于光强度、偏振和波长。研究人员发现，双层石墨烯中的BPVE可以通过外部的电气手段来进一步调整，这使他们能够为每种不同的入射光创建光伏的“二维指纹”。

Xia副教授实验室的研究生、该研究的共同主要作者Shaofan Yuan提出了利用卷积神经网络(CNN)来破译这些指纹的想法。基于这个想法，他们开发并演示了一种智能的光电探测器。它的小尺寸使其对深空探索、原位医学检测和交通遥感等应用具有潜在的价值。此外，他们的工作还揭示了基于莫尔材料研究非线性光学的新途径。

Xia副教授实验室的研究生、共同主要作者Chao Ma说：“在理想的情况下，这一一个智能设备可以取代多个用于捕获光信息的笨重、复杂和昂贵的光学元件，从而能显着节省空间和成本。”（编译:Qtech）