光的速度非常快，而這種速度對于快速交換信息至關(guān)重要，不過，當光穿過材料時，其激發(fā)原子和分子的機會就會變得非常小。如果科學家能夠減慢光粒子或光子的速度，就可以為一系列新技術(shù)應(yīng)用打開大門。
圖片來源：斯坦福大學
據(jù)外媒報道，近日，斯坦福大學（Stanford）的研究人員就展示了一種可顯著降低光速的新方法，與在回聲室將聲音“抓住”并隨意引導聲音傳播的方向一樣。斯坦福大學材料科學與工程系副教授Jennifer Dionne在實驗室中，將超薄硅片構(gòu)造成納米大小的條棒，利用共振捕獲光線，然后再釋放光線或重新定向。此類“高質(zhì)量因子”（high-quality-factor）或“高Q”諧振器可能可以創(chuàng)造操控和使用光的新方法，實現(xiàn)量子計算、虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實、光學WiFi，甚至檢測SARS-CoV-2病毒等應(yīng)用。
在操縱光之前，需要打造諧振器，這其實帶來了很多挑戰(zhàn)。
該設(shè)備的核心部件是一層極薄的硅，可以高效地捕獲光線，對近紅外光的吸收率也很低，而科學家們正想控制近紅外光。硅放在透明材料晶片（如藍寶石）上，研究人員將電子顯微鏡的“針頭”置于晶片上蝕刻納米天線圖案。此種圖案必須劃得盡可能平滑，因為此類天線需要像回音室的墻壁一樣，而如果有缺陷就會抑制捕捉光線的能力。
最終，該設(shè)備的質(zhì)量因子高達2500，比以往任何類似設(shè)備的質(zhì)量因子（質(zhì)量因子是描述共振行為的一種度量，與光的壽命成正比）高出兩個數(shù)量級（100倍），從而可以實現(xiàn)各種技術(shù)應(yīng)用。
例如，生物傳感。單個的生物分子非常小，基本無法看到。但是，讓光在一個分子中穿透成百上千次，可以極大地增加打造可探測散射效應(yīng)的機會。
現(xiàn)在，研究人員們正致力于將此種技術(shù)用于探測COVID-19的抗原（能引發(fā)免疫反應(yīng)的分子）和抗體（在反應(yīng)中，由免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)）。此種高質(zhì)量因子納米諧振器還可以讓每個天線單獨工作，以同時探測不同類型的抗體。
此外，該項技術(shù)還可用于通常用于自動駕駛汽車的激光雷達，以及在量子科學中發(fā)揮作用。
轉(zhuǎn)載請注明出處。
相關(guān)文章
熱門資訊
精彩導讀
關(guān)注我們
