研究人員利用鐳射發射出極短“閃光”，以研究奈米世界。

由於卓越的定位精確性和對入射鐳射的放大作用，由金屬和半導體構成的微粒有望作為未來光學計算機元件的光源。《自然通訊》雜誌發文稱，德國奧爾登堡大學研究人員Christoph Lienau博士和Jin-Hui Zhong博士領導的研究小組首次對金屬-半導體微觀粒子的光學作用過程進行了解釋。

在他們的研究中，材料學家Dong Wang和Peter Schaaf教授製造了納米金海綿，並通過先進的納米制造技術，為奈米海綿塗覆了半導體氧化鋅層。這種奈米材料結合了金屬和半導體的光學效能，能夠改變光束的顏色。例如，當它受到紅色鐳射照射時，可以發射出短波長的藍色鐳射。發射光的具體顏色取決於材料性質。Lienau表示，製造奈米尺度的非線性光學材料是目前光學領域研究的重大挑戰之一。

未來的光學計算機可能會依靠光進行計算，奈米顆粒可以作為其微型光源。Zhong說：“這樣的粒子可以稱為奈米鐳射器。其潛在應用包括超快光學開關和電晶體。”

為了解釋奈米材料對鐳射顏色的轉換效能，瑞典隆德大學研究人員Anne L'Huillier博士與Anders Mikkelsen博士等使用了超快光電子顯微鏡技術。他們發現，光有效地聚集在了納米孔道中。德國伊爾梅瑙科技大學物理學家Erich Runge教授的團隊用理論模型模擬了這種材料的特性。他們認為，金屬-半導體奈米顆粒能夠為調整發射光的性質提供新機遇。Zhong說：“我們的研究為理解金屬-半導體奈米結構如何放大光提供了基礎性的新見解。觀測結果有助於開發出具有更好光學效能的材料。”

Lienau指導的“超快奈米光學”研究團隊，主要從事超高空間、時間解析度的奈米世界程序的研究。Lienau團隊已經在這個領域取得了多項重大突破。例如，他們開發的金屬超級透鏡，達到了創紀錄的光學解析度。

編譯：雷鑫宇 審稿：阿淼 責編：唐林芳

期刊編號：2041-1723

原文連結：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-03/uoo-anl031920.php