美國科學家制造出一種新型的納米線激光器,它小得可以被集成到微芯片里,其開關(guān)可由電信號控制。
美國哈佛大學的查爾斯·利伯及其同事在近日出版的英國《自然》雜志上發(fā)表報告說,這種激光器是由硫化鎘及其他半導體材料制成的單根線,直徑僅為80~200納米,因此稱為納米線激光器。
此前已經(jīng)有一些科學家制造出了類似的激光器,例如2001年問世的由氧化鋅制成的第一種納米線激光器等。但這些激光器只能通過激光啟動,而大多數(shù)應(yīng)用場合需要能夠用電啟動。
利伯和他的同事們設(shè)計的這種裝置解決了這個問題。他們在硅基板上制造出一根硫化鎘納米線,然后在上面覆蓋一層氧化鋁和一層金屬鈦、金的混合物。在這一微芯片上施加電壓,電流從硅基板流入納米線,納米線末端就能發(fā)出藍綠色的光束。如果電流足夠強,光的波長就開始集中到非常狹窄的范圍內(nèi),成為近乎單色的激光。
納米線激光器所發(fā)出的光的波長取決于制造納米線的半導體材料。氮化鎵半導體產(chǎn)生的光波長在藍光到紫外光的波長范圍之間。磷化銦產(chǎn)生紅外光。利伯的小組將采用不同的材料制造納米線,以用這類激光器產(chǎn)生更多波長在可見光范圍內(nèi)的激光。
這種激光器在電信、生物、醫(yī)藥等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景,例如做高精度的外科手術(shù)、探測細胞內(nèi)部的活動、刻畫極為精細的微電子電路等。它比目前普遍使用的光纖激光器要小得多,可以用以制造體積更小、性能更強的光電接口設(shè)備。
美國哈佛大學的查爾斯·利伯及其同事在近日出版的英國《自然》雜志上發(fā)表報告說,這種激光器是由硫化鎘及其他半導體材料制成的單根線,直徑僅為80~200納米,因此稱為納米線激光器。
此前已經(jīng)有一些科學家制造出了類似的激光器,例如2001年問世的由氧化鋅制成的第一種納米線激光器等。但這些激光器只能通過激光啟動,而大多數(shù)應(yīng)用場合需要能夠用電啟動。
利伯和他的同事們設(shè)計的這種裝置解決了這個問題。他們在硅基板上制造出一根硫化鎘納米線,然后在上面覆蓋一層氧化鋁和一層金屬鈦、金的混合物。在這一微芯片上施加電壓,電流從硅基板流入納米線,納米線末端就能發(fā)出藍綠色的光束。如果電流足夠強,光的波長就開始集中到非常狹窄的范圍內(nèi),成為近乎單色的激光。
納米線激光器所發(fā)出的光的波長取決于制造納米線的半導體材料。氮化鎵半導體產(chǎn)生的光波長在藍光到紫外光的波長范圍之間。磷化銦產(chǎn)生紅外光。利伯的小組將采用不同的材料制造納米線,以用這類激光器產(chǎn)生更多波長在可見光范圍內(nèi)的激光。
這種激光器在電信、生物、醫(yī)藥等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景,例如做高精度的外科手術(shù)、探測細胞內(nèi)部的活動、刻畫極為精細的微電子電路等。它比目前普遍使用的光纖激光器要小得多,可以用以制造體積更小、性能更強的光電接口設(shè)備。