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美韓團隊研製出性質穩定的納米“光開關”

發布時間:2023-06-08 09:03:00來源: 新華網

  新華社北京6月7日電 美國和韓國科研人員研製出一種納米晶體(ti) 顆粒,能在光信號控製下像電燈泡一樣變亮或變暗,而且性質非常穩定,可多次反複開關(guan) 而不“疲勞”。

  美國哥倫(lun) 比亞(ya) 大學日前發布的新聞公報說,這種“光開關(guan) ”材料有助於(yu) 研發更高分辨率的納米顯微鏡、可容納海量數據的光學量子存儲(chu) 器等。這項研究由該校和韓國蔚山國立科技學院等機構聯合進行,相關(guan) 論文發表在英國《自然》雜誌上。

  一些物質吸收光子後會(hui) 釋放出新的光子,發光強度可通過改變入射光來調節,在生化、醫療、光電等領域有廣泛應用。但當前使用的大多是有機染料或蛋白質,其分子容易被光破壞,使用壽命較短。

  新型納米晶體(ti) 顆粒由氟釔化鈉材料製成,摻入了鑭係元素銩。該顆粒具有“光子雪崩”屬性,即入射光的微小變化能導致其發光強度劇烈改變,可以成為(wei) 靈敏的光開關(guan) 。實驗發現,用近紅外波段不同波長的光照射,顆粒會(hui) 在發光和不發光狀態之間切換,幾小時內(nei) 開關(guan) 上千次也沒有性能下降的跡象。近紅外波段是觀察生物分子的重要窗口,在微加工等方麵也有獨特優(you) 勢。

  研究人員推測,新材料的開關(guan) 性質來源於(yu) 晶體(ti) 內(nei) 部極其微小的缺陷,以目前的技術還無法觀察到這些缺陷。他們(men) 用這種顆粒在三維基板上實現了二維和三維納米級圖形的寫(xie) 入、擦除和重寫(xie) ,驗證了它在數據存儲(chu) 方麵的應用潛力。在另一項實驗中,新材料的穩定開關(guan) 特性使顯微成像過程可持續收集充足的光子,大幅提高分辨率。

(責編: 王東)

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