據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道,美國(guó)研究人員研發(fā)出了一種能夠與原子大小的電子電路兼容的納米光傳感器獲得了一種兼具光學(xué)和電學(xué)特征、功能新穎的光電設(shè)備。研究人員在發(fā)表于《自然光子學(xué)》雜志上的論文中稱,該研究克服了納米技術(shù)存在的一個(gè)大挑戰(zhàn)。
美國(guó)匹茲堡大學(xué)氧化物—半導(dǎo)體材料研究中心主任、物理和天文學(xué)教授杰里米;利維領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)與美國(guó)威斯康星大學(xué)的研究人員合作,設(shè)計(jì)出了這個(gè)不足4納米寬的光學(xué)設(shè)備,新設(shè)備使光子同單個(gè)分子或量子點(diǎn)一樣大小的物體相互作用成為可能。
同時(shí),研究人員也首次通過(guò)電使該小型設(shè)備改變了其對(duì)可見(jiàn)光譜中不同顏色光線的靈敏度,這可能讓傳統(tǒng)傳感器通常需要的光學(xué)過(guò)濾器成為多余。
研究人員在一個(gè)可重寫(xiě)的納米電子平臺(tái)上制造出了這個(gè)光學(xué)設(shè)備。該納米電子平臺(tái)也由利維的實(shí)驗(yàn)室研發(fā)而成,其核心是讓一個(gè)氧化物晶體在絕緣和導(dǎo)電狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化。通過(guò)在一個(gè)原子間力顯微鏡鋒利的導(dǎo)電探針上施加一個(gè)正電壓,會(huì)在兩個(gè)絕緣體(種植在一個(gè)鈦酸鍶襯底上的一層1.2納米厚的鋁酸鑭)的接口處創(chuàng)造出僅僅幾納米寬的導(dǎo)電電線,然后朝得到的導(dǎo)電納米線施加反向電壓,又會(huì)使其表面再次成為絕緣體。利維表示,這個(gè)納米電子平臺(tái)可被用來(lái)制造出一種高密度的存儲(chǔ)設(shè)備以及一種大小僅為兩納米的晶體管(SketchFET)。
光對(duì)像單個(gè)分子或者量子點(diǎn)一樣大小的納米物體非常敏感,但是,如何將半導(dǎo)體納米線和納米管光學(xué)設(shè)備及其他電子電路設(shè)備結(jié)合在一起一直是一個(gè)挑戰(zhàn)。在其最新的研究中,利維和同事找到了一種方法,使用同樣的技術(shù)和材料將光敏性整合進(jìn)這些電子電路中。利維表示,這樣得到的光學(xué)設(shè)備可以產(chǎn)生、引導(dǎo)或者探測(cè)不同的光波,因此可以應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。
利維表示,這些研究結(jié)果可能會(huì)使科學(xué)家制造出一些可以在納米層級(jí)感受光學(xué)特征并用電的形式傳遞信息的設(shè)備。
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