在 5 月 1 日發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的一篇新論文中，哥倫比亞工程學(xué)院的研究人員使用商用臺(tái)式激光器在稱為六方氮化硼 (hBN) 的層狀 2D 材料樣品中創(chuàng)建了微小的、原子級(jí)銳利的納米結(jié)構(gòu)或納米圖案。
在與物理系的同事探索納米圖案結(jié)構(gòu)的潛在應(yīng)用時(shí)，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)他們的激光切割六方氮化硼樣品可以有效地產(chǎn)生和捕獲稱為聲子極化激元的準(zhǔn)粒子，這種準(zhǔn)粒子在材料中的原子振動(dòng)與光光子結(jié)合時(shí)發(fā)生。
“納米圖案是材料開發(fā)的一個(gè)主要組成部分，”工程博士解釋道。學(xué)生塞西莉亞·陳(Cecilia Chen)領(lǐng)導(dǎo)了該技術(shù)的開發(fā)。
“如果你想將一種具有有趣特性的很酷的材料變成可以執(zhí)行特定功能的東西，你需要一種方法來(lái)修改和控制它。”
亞歷山大·加埃塔(Alexander Gaeta)教授實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的新納米圖案技術(shù)是一種用光修改材料的簡(jiǎn)單方法，而且不需要昂貴且資源密集的潔凈室。
納米級(jí)悖論
存在幾種成熟的技術(shù)來(lái)修改材料并創(chuàng)建所需的納米圖案，但它們往往需要大量的培訓(xùn)和昂貴的開銷。例如，電子束光刻機(jī)必須安裝在嚴(yán)格控制的潔凈室中，而現(xiàn)有的激光選項(xiàng)涉及高熱和等離子體，很容易損壞樣品;激光本身的尺寸也限制了可以創(chuàng)建的圖案的尺寸。
加埃塔實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)利用了光學(xué)和光子學(xué)界所謂的“光學(xué)驅(qū)動(dòng)”技術(shù)。所有材料都會(huì)以特定的共振頻率振動(dòng)。 Chen 和她的同事可以通過將激光器調(diào)整到該頻率(對(duì)于六方氮化硼而言，對(duì)應(yīng)于 7.3 微米的波長(zhǎng))來(lái)增強(qiáng)這些振動(dòng)，他們?cè)谌ツ?11 月發(fā)表在《自然通訊》上的研究中首次證明了這一點(diǎn)。
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