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一種新型超光速脈沖技術  如上圖所示，光擊中沉積在金屬襯底上的分子晶格。這些分子能迅速地與下面的金屬交換能量，這種機制可有助于實現晶格中發(fā)射的更快熒光，縮短其響應時間。圖片來源：麻省理工學院 稱為分子聚集體的二維材料是一種非常有效的光發(fā)射器，其工作原理不同于典型的有機發(fā)光二極管（OLED）或量子點。但是，它們作為新型光電子器件的組件的潛力受到了相對較慢的響應時間的限制。現在，麻省理工學院、加州大學伯克利分校和美國東北大學的研究人員找到了一種克服這種局限性的方法，將為這種材料開辟了多種應用領域。 研究結果發(fā)表在《美國國家科學院的學報》上，其作者有麻省理工學院機械工程副教授Nicholas X. Fang、postdocs Qing Hu和Dafei Jin等五人。 為了提高這些二維分子聚集體(2DMA)的響應時間的關鍵技術，Fang和他的團隊發(fā)現，對材料涂覆一層薄薄的金屬如銀材料。二維分子聚集體和金屬之間會發(fā)生一些相互作用，只有幾納米厚度的增強材料可以讓光脈沖的速度加快超過十倍。 這些二維分子聚集體材料具有一些不尋常的特性，已被用來創(chuàng)建奇特的物質形態(tài)，在室溫下形成一種被稱為玻色-愛因斯坦凝聚體的物質，而通常來說形成這種物質都需要極端的冷卻方法。它們也被應用于太陽能電池和光收集等有機天線等技術中。但這項新的研究首次證實了當設置一塊非常金屬在這些材料附近會對材料發(fā)光特性產生強烈的影響。 Fang說，為了使這些材料在像半導體芯片這樣的光子芯片中有用，使用光而不是電子來進行操作，其中的技術挑戰(zhàn)是能夠快速地實現開關功能，而這在我們的這項技術之前是不可能的。 與臨近的金屬基板相互作用，使得材料的發(fā)光響應時間從60皮秒下降至2皮秒，Fang說：這是非常令人興奮的，因為我們觀察到這種效果，即使材料只有5到10納米，從表面上看，有間隔層聚合物在材料之間。這就足夠了，因為制造這樣的配對材料不應該是一個過于苛刻的過程。這是我們認為可以的，可適用于類似印刷材料的技術，他說。 如果用于信號處理，利用光發(fā)送數據而不是無線電波，這一進展可能導致約40兆赫的數據傳輸速率，這是比目前類似設備可以提供的速度更快八倍。這是一個非常有前途的一步，但目前對于把這種技術應用于現實制造出相應的設備中仍然是太早，他表示。 |
