發表在《自然-通訊》上的新研究首次顯示了一維范德瓦耳材料的強大光學特性。當電子被限制在非常小的空間里時，它們可以表現出不尋常的電、光和磁行為。從將電子限制在二維原子片石墨烯中這一壯舉在2010年贏得了諾貝爾物理學獎到進一步限制電子以實現一維性，這一廣泛的研究路線正在改變物理學、化學、能源採集、信息和其他領域的基礎研究和技術進步的面貌。
在《自然-通訊》上發表的一項研究中，阿爾託大學研究人員領導的一個國際團隊現在發現，當電子被限制在其一維子單元中時，纖維狀的紅磷可以顯示出大的光學反應–也就是說，該材料在光的照射下顯示出強烈的光致發光。紅磷，像石墨烯一樣屬於一個獨特的材料組，稱為一維范德瓦爾斯（1D vdW）材料。1D vdW材料是一種在2017年才被發現的全新類型的材料。到目前為止，對1vdW材料的研究主要集中在電氣性能方面。
研究人員利用了Micronova納米加工潔凈室的特殊設施
該團隊通過光致發光光譜學等測量方法揭開了1D vdW纖維狀紅磷的光學特性，他們將激光照射在樣品上，並測量發射回來的光的顏色和亮度。研究結果顯示，1D vdW材料表現出巨大的各向異性的線性和非線性光學反應，換句話說，光學反應強烈依賴於纖維狀磷晶體的方向以及發射強度，這與特定時間內發射的光子數量有關。
“實驗中的反應方式使1D vdW纖維狀紅磷成為一種真正令人興奮的材料。例如，它同時顯示了巨大的各向異性的線性和非線性反應以及發射強度，這很引人注目，”阿爾託大學的博士后研究員Du Luojun博士說。
該材料的光致發光 – 在日常生活中常見的反光標誌或兒童夜光玩具中的效果，當光被吸收后被發射出來的特性也讓研究人員感到振奮。研究小組將纖維狀紅磷的光致發光與單層二硫化鉬（MoS2）進行了比較，後者因其強烈的光致發光而聞名，最終發現光致發光的強度是前者的40多倍，其超亮的過程令人驚訝，儘管過程是非常短暫的。
“纖維狀紅磷的強烈光致發光是出乎意料的。事實上，我們最初預計，纖維狀紅磷的光致發光只會很弱。基於理論計算，這種效應實際上不應該很強，所以我們現在正在做更多的實驗，以澄清其餘輝的來源，”Du說。
“像纖維狀紅磷這樣的一維范德瓦爾斯材料在顯示器和其他應用中顯示出真正的前景，這些應用依靠的材料正是我們在這項研究中看到的行為。如果我們將其與傳統材料的反應進行比較，其各向異性的光學反應的光譜似乎也非常寬廣，”領導這項研究的小組的Sun Zhipei教授說。