麻省理工開發(fā)出讓光停止運(yùn)轉(zhuǎn)的納米結(jié)構(gòu)裝置
了解光波在與材料相互作用時是如何振蕩對于理解材料中光驅(qū)動的能量轉(zhuǎn)移至關(guān)重要，例如太陽能電池或植物。不過，由于光波振蕩的速度奇高，科學(xué)家們還沒有開發(fā)出一種具有足夠時間分辨率的緊湊型設(shè)備來直接捕捉它們。 )a7nr<)aU
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現(xiàn)在，由麻省理工學(xué)院研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個團(tuán)隊(duì)已經(jīng)展示了芯片規(guī)模的設(shè)備，可以直接追蹤光波的弱電場，因?yàn)樗鼈冊跁r間上有變化。他們的設(shè)備結(jié)合了一個使用短激光脈沖和納米級天線的微芯片，易于使用，不需要特殊的操作環(huán)境，最小的激光參數(shù)，以及傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室電子設(shè)備。 )7aUDsu>4
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該團(tuán)隊(duì)的工作本月早些時候發(fā)表在《自然·光子學(xué)》上，可能會使開發(fā)新的光學(xué)測量工具成為可能，并應(yīng)用于生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、食品安全、氣體感應(yīng)和藥物發(fā)現(xiàn)等領(lǐng)域。 OfE>8*RI4
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當(dāng)激光照亮這些納米級器件時（藍(lán)波），在納米尖端的末端會產(chǎn)生亞秒級電子閃光（紅色脈沖），并用于追蹤微弱的光場（紅波）。 3BZa}Q_
"這項(xiàng)技術(shù)的潛在應(yīng)用很多，"共同作者Phillip Donnie Keathley說，他是小組負(fù)責(zé)人和電子研究實(shí)驗(yàn)室（RLE）研究科學(xué)家。"例如，利用這些光學(xué)取樣設(shè)備，研究人員將能夠更好地了解植物和光伏的光學(xué)吸收途徑，或者更好地識別復(fù)雜生物系統(tǒng)中的分子特征。" =8o $
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長期以來，研究人員一直在尋求測量系統(tǒng)在時間上的變化的方法以追蹤千兆赫茲波，比如那些用于你的手機(jī)或Wi-Fi路由器的波，需要一個不到1納秒（十億分之一秒）的時間單位。追蹤可見光波需要更快的時間分辨率--不到1飛秒（十億分之一秒的百萬分之一）。 2@Nt6r
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麻省理工學(xué)院和DESY的研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種微芯片，利用短激光脈沖在納米級天線的尖端產(chǎn)生極快的電子閃光。納米級天線被設(shè)計(jì)用來增強(qiáng)短激光脈沖的場，使其強(qiáng)大到足以將電子從天線上扯下來，形成一個電子閃光，并迅速沉積到一個收集電極中。這些電子閃光極其短暫，只持續(xù)幾百個阿托秒（1秒的幾千億分之一）。利用這些快速閃光，研究人員能夠拍下更弱的光波經(jīng)過芯片時的振蕩快照。 2iWS k6%R
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研究人員說，直接及時測量光波的能力將使科學(xué)和工業(yè)都受益。當(dāng)光與材料相互作用時，它的波在時間上被改變，留下里面的分子的特征。這種光場采樣技術(shù)有望以比以前的方法更高的保真度和靈敏度捕捉這些特征，同時使用現(xiàn)實(shí)世界應(yīng)用所需的緊湊和可集成的技術(shù)。
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