澳(ào)大(dà)利亞莫納什(shí)大學(xué)的科(kē)學家日前在《美國化學(xué)會?納米(mǐ)》雜誌上撰文(wén)稱,他們研發出了全球首個完全由碳基材料製成的等離子激光器。該技術有望在提高運行速度的(de)同時,徹底改變電子產品的外形。未來,如名片般輕薄柔軟的手機甚至能被直接印製(zhì)在衣服上。
等離子激光器的大名叫表麵等離子體(tǐ)激元納米(mǐ)激光器(spaser),實際上是一種高效的納(nà)米光源。它能夠通過自由電子的(de)振動發出光束,而不像傳(chuán)統激光器(qì)那樣需要電磁波和占用巨(jù)大的空間(jiān)。傳統激光器的運行需要放大(dà)光子(zǐ),而等離(lí)子激光器則是通過放大表麵等離子體。等離子(zǐ)體(tǐ)的運用(yòng)能夠使其突破傳統激光器的限製,速度更快、體積更小,讓超高分辨率成像和微型(xíng)光學電路成為現實。有研究稱,這種電(diàn)路比目前最快的矽基電路還要快上百倍。
負責此項研究的莫納(nà)什大學電子(zǐ)和計算機係統工程學院(ECSE)博士蓋魯帕辛哈稱,與半導體等離子激光器相比,碳基等離子激光器還將提供更多優勢。
蓋(gài)魯帕(pà)辛哈(hā)說:“目前(qián)傳統的等離子激(jī)光器大部(bù)分由金、銀等金屬納米顆粒和半(bàn)導(dǎo)體量子點製成,而我們的設備則由石墨烯諧振器和碳納米管增益元件組成。使用碳意味著,這種激光(guāng)器(qì)的效(xiào)率更高、更柔軟便攜,能夠在高溫下工作,並且更加環保。根據這些特性,未來有(yǒu)望製造出能夠直接印製在衣服(fú)上的微型手機。目前研(yán)究人(rén)員已經在納米天線、電導(dǎo)體和波導上進行了測試。”
物理學家組織網發表在4月17日的一篇(piān)文章稱,這項新研究(jiū)還首次(cì)證實了石墨烯和(hé)碳納(nà)米管之間可以交互並通過光進行能量傳遞。這(zhè)種基於光(guāng)的(de)傳導,速度極快還(hái)非常(cháng)節(jiē)能,特別適用於製造計算機芯片。因為具(jù)有極其卓越的機械、電氣和光學性能,而且(qiě)還是優良的熱穩定材料,能夠承受高溫,石墨烯和碳納米(mǐ)管能夠完全勝任很(hěn)多高效、輕量級的應(yīng)用。以該技術為基礎的高速芯片(piàn)可以被用來替代目(mù)前大量使(shǐ)用的、基於晶體管的裝置,如微處理器、存儲器和顯示器等。新技術(shù)能夠(gòu)輕易(yì)突破矽基材(cái)料目前所(suǒ)麵臨的小型化(huà)和帶寬瓶頸。
蓋魯帕辛哈說,除了在計算機領域的應用外,這種激光器還有望在癌症的(de)放射療法上獲得應用,結合納米標記(jì)技術,石墨烯和碳納米管產生的高強度電場能將(jiāng)癌細胞各個擊破,而不(bú)傷及健康細胞。此外,在(zài)分子檢測和高靈敏度生物醫(yī)學測試上該技術也能一顯身手。
總編(biān)輯圈點(diǎn):
全碳等離子激光器的應用領域真(zhēn)是廣泛(fàn),計算機、放射療法、分子檢測,不一而足(zú)。不過相信很多讀者和我一樣,對(duì)直接印(yìn)製在(zài)衣服上的微型手(shǒu)機頗感興趣。這樣的手機(jī),既不用擔心在炎熱的夏季沒口袋可裝,也不用(yòng)擔心擠公交地鐵被(bèi)小偷順走(zǒu),唯一需要擔心的是,印有手(shǒu)機的衣服,能(néng)不能在洗衣機裏洗滌甩幹呢?如果連(lián)這也不用擔心,那就(jiù)隻有擔心,這件衣服的價格會不會高(gāo)到人們隻有(yǒu)在商家的櫥窗裏才能看到它了。
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