美國勞倫斯伯克利國家實驗室研究人員日前報告說，他們找到一種新的方法，可用于制作納米尺度的線材以及色彩可調諧的納米級激光發生器。
這些線材最小直徑２００納米，融入多種其他材料，能夠發出明亮和穩定的激光，有望應用于光電子領域，實現數據傳輸等應用。
這項研究由勞倫斯伯克利國家實驗室研究員兼加利福尼亞大學伯克利分校化學教授楊培東主持。借助一種簡單的化學浸漬溶劑工藝，研究人員讓材料“自我組合”成納米晶體、板材和線材。
研究人員在美國《國家科學院學報》上發表論文介紹說，他們把一種含鉛薄膜浸入含有銫、溴和氯的甲醇溶劑，再將溶劑加熱至５０攝氏度，所形成的含銫、鉛和溴的晶體結構線材直徑在２００納米至２３００納米之間，長度在２微米至４０微米之間。
楊培東說，“讓人驚異的是，這其中的化學過程相當簡單。”相比之下，如果以標準工藝制作納米線材，需要昂貴的儀器和高溫等苛刻條件，效果卻未必理想。
在激光實驗中，納米線材作為激光發生器被置于一塊石英基底上，在另外一個激光發生器激發下發出光線。研究人員確認，接受單個脈沖持續時間極短（僅為１秒鐘的１０萬萬億分之一）的可見紫色激光脈沖激發后，納米級激光發生器發出的光線超過１０億個周期，顯示出極為穩定的性能。
按照楊培東的說法，這是據他所知迄今為止第一個完全以無機材料、即不含碳材料制作的納米級激光發生器。而且實驗表明，這種激光器發出的光線在一定范圍內可調諧，包括可見綠光和藍光等波段。
借助透視電子顯微鏡，研究人員發現，納米線材的晶體結構與天然生成的鈣鈦礦相似，類似于鹽，易受空氣中水分的侵蝕。針對這一缺陷，楊培東設想，可以用聚合物或其他材料涂覆納米線材，保護它免受侵蝕。
納米級激光發生器所使用的這類納米新材料，在開發新一代高效太陽能電池進程中同樣顯現應用前景。楊培東說，過去短短幾年間，對這類材料的研究取得長足進展，而創制納米級激光發生器有望為這些材料開拓一個全新前沿應用領域。
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