新型可與電子電路兼容納米光傳感器研制成功

據美國物理學家組織網近日報道，美國研究人員研發出了一種能夠與原子大小的電子電路兼容的納米光傳感器，獲得了一種兼具光學和電學特征、功能新穎的光電設備。研究人員在發表于《自然·光子學》雜志上的論文中稱，該研究克服了納米技術存在的一個大挑戰。

　　美國匹茲堡大學氧化物—半導體材料研究中心主任、物理和天文學教授杰里米·利維領導的研究團隊與美國威斯康星大學的研究人員合作，設計出了這個不足4納米寬的光學設備，新設備使光子同單個分子或量子點一樣大小的物體相互作用成為可能。

　　同時，研究人員也首次通過電使該小型設備改變了其對可見光譜中不同顏色光線的靈敏度，這可能讓傳統傳感器通常需要的光學過濾器成為多余。

　　研究人員在一個可重寫的納米電子平臺上制造出了這個光學設備。該納米電子平臺也由利維的實驗室研發而成，其核心是讓一個氧化物晶體在絕緣和導電狀態之間進行轉化。通過在一個原子間力顯微鏡鋒利的導電探針上施加一個正電壓，會在兩個絕緣體（種植在一個鈦酸鍶襯底上的一層1.2納米厚的鋁酸鑭）的接口處創造出僅僅幾納米寬的導電電線，然后朝得到的導電納米線施加反向電壓，又會使其表面再次成為絕緣體。利維表示，這個納米電子平臺可被用來制造出一種高密度的存儲設備以及一種大小僅為兩納米的晶體管（SketchFET）。

　　光對像單個分子或者量子點一樣大小的納米物體非常敏感，但是，如何將半導體納米線和納米管光學設備及其他電子電路設備結合在一起一直是一個挑戰。在其最新的研究中，利維和同事找到了一種方法，使用同樣的技術和材料將光敏性整合進這些電子電路中。利維表示，這樣得到的光學設備可以產生、引導或者探測不同的光波，因此可以應用于不同的領域。

　　利維表示，這些研究結果可能會使科學家制造出一些可以在納米層級感受光學特征并用電的形式傳遞信息的設備。