| cyqdesign | 2017-09-24 12:58 |
一種新型超光速脈沖技術(shù)[attachment=79372] 如上圖所示，光擊中沉積在金屬襯底上的分子晶格。這些分子能迅速地與下面的金屬交換能量，這種機(jī)制可有助于實(shí)現(xiàn)晶格中發(fā)射的更快熒光，縮短其響應(yīng)時(shí)間。圖片來(lái)源：麻省理工學(xué)院 稱為分子聚集體的二維材料是一種非常有效的光發(fā)射器，其工作原理不同于典型的有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）或量子點(diǎn)。但是，它們作為新型光電子器件的組件的潛力受到了相對(duì)較慢的響應(yīng)時(shí)間的限制�，F(xiàn)在，麻省理工學(xué)院、加州大學(xué)伯克利分校和美國(guó)東北大學(xué)的研究人員找到了一種克服這種局限性的方法，將為這種材料開辟了多種應(yīng)用領(lǐng)域。 研究結(jié)果發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院的學(xué)報(bào)》上，其作者有麻省理工學(xué)院機(jī)械工程副教授Nicholas X. Fang、postdocs Qing Hu和Dafei Jin等五人。 為了提高這些二維分子聚集體(2DMA)的響應(yīng)時(shí)間的關(guān)鍵技術(shù)，F(xiàn)ang和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，對(duì)材料涂覆一層薄薄的金屬如銀材料。二維分子聚集體和金屬之間會(huì)發(fā)生一些相互作用，只有幾納米厚度的增強(qiáng)材料可以讓光脈沖的速度加快超過(guò)十倍。 這些二維分子聚集體材料具有一些不尋常的特性，已被用來(lái)創(chuàng)建奇特的物質(zhì)形態(tài)，在室溫下形成一種被稱為玻色-愛因斯坦凝聚體的物質(zhì)，而通常來(lái)說(shuō)形成這種物質(zhì)都需要極端的冷卻方法。它們也被應(yīng)用于太陽(yáng)能電池和光收集等有機(jī)天線等技術(shù)中。但這項(xiàng)新的研究首次證實(shí)了當(dāng)設(shè)置一塊非常金屬在這些材料附近會(huì)對(duì)材料發(fā)光特性產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響。 Fang說(shuō)，為了使這些材料在像半導(dǎo)體芯片這樣的光子芯片中有用，使用光而不是電子來(lái)進(jìn)行操作，其中的技術(shù)挑戰(zhàn)是能夠快速地實(shí)現(xiàn)開關(guān)功能，而這在我們的這項(xiàng)技術(shù)之前是不可能的。 與臨近的金屬基板相互作用，使得材料的發(fā)光響應(yīng)時(shí)間從60皮秒下降至2皮秒，F(xiàn)ang說(shuō)：這是非常令人興奮的，因?yàn)槲覀冇^察到這種效果，即使材料只有5到10納米，從表面上看，有間隔層聚合物在材料之間。這就足夠了，因?yàn)橹圃爝@樣的配對(duì)材料不應(yīng)該是一個(gè)過(guò)于苛刻的過(guò)程。這是我們認(rèn)為可以的，可適用于類似印刷材料的技術(shù)，他說(shuō)。 如果用于信號(hào)處理，利用光發(fā)送數(shù)據(jù)而不是無(wú)線電波，這一進(jìn)展可能導(dǎo)致約40兆赫的數(shù)據(jù)傳輸速率，這是比目前類似設(shè)備可以提供的速度更快八倍。這是一個(gè)非常有前途的一步，但目前對(duì)于把這種技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)制造出相應(yīng)的設(shè)備中仍然是太早，他表示。 研究小組只研究了已開發(fā)的多種分子聚集體中的一種，因此仍有機(jī)會(huì)找到更好的變體。這實(shí)際上是一個(gè)非常富有的家族類的發(fā)光材料，F(xiàn)ang說(shuō)。 由于材料的響應(yīng)性受到附近金屬基板精確接近的強(qiáng)烈影響，這種系統(tǒng)也可用于非常精確的測(cè)量工具。Fang說(shuō)：“這種相互作用是作為間隙大小的函數(shù)而減小的，因此，如果我們想測(cè)量表面的接近程度，就可以利用這項(xiàng)技術(shù)�！�。 當(dāng)研究小組繼續(xù)對(duì)這些材料進(jìn)行研究時(shí)，下一步是研究金屬表面的圖案化可能產(chǎn)生的影響，因?yàn)槟壳暗脑囼?yàn)只使用平面。要解決的其他問(wèn)題包括確定這些材料的有用壽命以及它們?nèi)绾慰赡鼙粩U(kuò)展。 Fang說(shuō)，使用這種系統(tǒng)的第一個(gè)原型設(shè)備可能會(huì)在未來(lái)一年左右的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生。  原文鏈接：https://phys.org/news/2017-09-approach-ultrafast-pulses.html
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