矽雷射之路

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當今最強大的雷射器基於砷化鎵和磷化銦等化合物。但多年來,研究人員一直夢想著從另一種更便宜的材料——矽中獲得光,矽是雕刻電子積體電路的同種材料。 矽固態雷射器將透過用光連線取代其電連線,從而徹底改變資訊科技,為計算機帶來極快的速度。 只有一件事阻礙了這個夢想。 事實證明,普通矽不是良好的發光體。 另一方面,矽奈米晶體可能可以。

根據自然雜誌11月23日刊描述的結果,當受到紫外線脈衝刺激時,密集堆積的矽奈米粒子產生了相當大的光芒。 事實上,當意大利特倫託大學的洛倫佐·帕維西和他的同事們測量所謂的光學增益 (光輸出超過光輸入時) 時,他們發現矽產生的數值與複合材料奈米晶體的類似排列產生的數值相當。

該團隊對光學增益的演示是朝著製造難以捉摸的矽雷射器邁出的重要一步。 然而,英國國防評估研究機構的利·坎漢姆在自然報告的評論中寫道:“真正的雷射器必須產生相干光和放大光。” 坎漢姆指出:“為了製造矽雷射器,必須使這些矽奈米結構在光學腔內工作,在光學腔內,鏡子可以來回反射光,直到光變得相干。” 此外,雷射器將必須像帕維西的模型中那樣進行電刺激而不是光刺激。 儘管研究人員在矽雷射器成為現實之前還有一段路要走,但坎漢姆預測,這項研究將被視為開發矽雷射器的嘗試中的一個里程碑。 他評論道:“看來我們仍然可以教給半導體的‘老狗’一些新技巧。” “它只需要在奈米尺度上進行重組。”

Kate Wong is an award-winning science writer and senior editor at 大眾科學 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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