硅性質穩定、容易提純、儲存量大，是半導體不可或缺的原料。近來的芯片荒雖然與原材料硅的供給聯系不大，但作為光伏產業的原材料來說，硅料的價格可謂是一路上漲。當前的價格同比去年已經翻了一倍。而薩里大學的最新研究則可能讓硅的身價更加金貴——研究發現，硅可能是光子信息處理中最強大的材料之一。

 

 

盡管硅在計算機芯片的出色表現已經確認硅是電子信息控制的主要材料，但硅在光子學方面表現一般，到目前為止還沒有可商購的硅發光二極管，激光器或顯示器。

 

現在，在《光：科學與應用》雜志發表的一篇論文中，由薩里大學領導的國際科學家團隊已經表明，硅是制造可控制多個光束的設備的最佳人選。

 

這一發現意味著，現在有可能生產出具有內置光束控制其他光束的硅處理器，從而提高了電子通信的速度和效率。

 

這歸功于電磁光譜中稱為遠紅外或太赫茲區域的波段。這種效果是通過一種叫做非線性的屬性來實現的。該屬性用于操縱激光束。例如，改變其顏色。綠色激光筆的工作方式就類似如此：它們從非常便宜，高效但不可見的紅外激光二極管中獲取輸出，并通過將波長減半的非線性晶體將顏色更改為綠色。

 

其他種類的非線性可以產生波長為三分之一的輸出光束，或用于重定向激光束以控制光束信息的方向。非線性越強，用較弱的輸入光束控制就越容易。

 

研究人員發現，硅具有迄今為止所發現的最強的非線性特質。盡管研究是在將晶體冷卻至極低的低溫下進行的，但如此強的非線性意味著可以使用極弱的光束來進行控制。

 

這一發現可以說是相當幸運，團隊在圖了解硅晶體中數量極少的磷原子如何用于制造量子計算機，以及如何使用光束來控制存儲在磷原子中的量子信息的過程中獲得了這一意外發現。

 

該研究的合著者，薩里大學物理學教授本·穆丁(Ben Murdin)說：“我們驚訝地發現磷原子正在重新發射光束，幾乎和我們照在它們上面的非常強的激光一樣明亮。我們擱置了幾年的數據，同時考慮證明光束是來自何處。這是科學偶然發展的一個很好的例子。”