硅激光之路

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当今最强大的激光器基于砷化镓和磷化铟等化合物。但多年来,研究人员一直梦想着从另一种更便宜的材料——硅中获得光,硅是雕刻电子集成电路的同种材料。 硅固态激光器将通过用光连接取代其电连接,从而彻底改变信息技术,为计算机带来极快的速度。 只有一件事阻碍了这个梦想。 事实证明,普通硅不是良好的发光体。 另一方面,硅纳米晶体可能可以。

根据自然杂志11月23日刊描述的结果,当受到紫外线脉冲刺激时,密集堆积的硅纳米粒子产生了相当大的光芒。 事实上,当意大利特伦托大学的洛伦佐·帕维西和他的同事们测量所谓的光学增益 (光输出超过光输入时) 时,他们发现硅产生的数值与复合材料纳米晶体的类似排列产生的数值相当。

该团队对光学增益的演示是朝着制造难以捉摸的硅激光器迈出的重要一步。 然而,英国国防评估研究机构的利·坎汉姆在自然报告的评论中写道:“真正的激光器必须产生相干光和放大光。” 坎汉姆指出:“为了制造硅激光器,必须使这些硅纳米结构在光学腔内工作,在光学腔内,镜子可以来回反射光,直到光变得相干。” 此外,激光器将必须像帕维西的模型中那样进行电刺激而不是光刺激。 尽管研究人员在硅激光器成为现实之前还有一段路要走,但坎汉姆预测,这项研究将被视为开发硅激光器的尝试中的一个里程碑。 他评论道:“看来我们仍然可以教给半导体的‘老狗’一些新技巧。” “它只需要在纳米尺度上进行重组。”

Kate Wong is an award-winning science writer and senior editor at 大众科学 focused on evolution, ecology, anthropology, archaeology, paleontology and animal behavior. She is fascinated by human origins, which she has covered for more than 25 years. Recently she has become obsessed with birds. Her reporting has taken her to caves in France and Croatia that Neandertals once called home, to the shores of Kenya's Lake Turkana in search of the oldest stone tools in the world, to Madagascar on an expedition to unearth ancient mammals and dinosaurs, to the icy waters of Antarctica, where humpback whales feast on krill, and on a "Big Day" race around the state of Connecticut to find as many bird species as possible in 24 hours. Kate is co-author, with Donald Johanson, of Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. She holds a bachelor of science degree in biological anthropology and zoology from the University of Michigan. Follow Wong on X (formerly Twitter) @katewong

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