蓝光技术将推动纳米技术的发展
发布时间：2023-04-23 08:00:00 阅读数： 558
普罗维登斯，R.I.，2023年4月21日--布朗大学的研究人员开发了一种散射型扫描近场显微镜（s-SNOM）的方法，使用蓝光能够测量半导体以及其他纳米级材料中的电子。研究人员说，这一发现是纳米级成像领域的首创，为一个长期存在的问题提供了解决方法，该问题限制了对各种材料中关键现象的研究，而这些材料有朝一日可能会产生更节能的半导体和电子产品。
研究人员说，将太赫兹光学技术与s-SNOM结合起来，最近已成为在纳米尺度上探测纳米级材料特性的一个有价值的新范例。为此，研究人员之前已经展示并有效地使用了太赫兹纳米镜、纳米级太赫兹发射光谱等技术。
然而，据研究人员称，与自1990年代中期开发以来几乎所有的s-SNOM例子一样，耦合到近场尖端的光源的波长被认为是长的，通常是2.5eV或更少的能量。s-SNOM涉及从一个只有几十纳米宽的尖锐尖端散射光。尖端悬停在要成像的样品材料上方。当样品被照亮时，光会发生散射，一部分散射光留下了关于样品在针尖正下方的纳米大小区域的信息。该散射辐射被分析，从而可以提取有关小体积材料的信息。
研究人员说，对于硅和氮化镓等宽带隙材料来说，将较短波长（如蓝光波）耦合到纳米尖端的挑战已经抑制了对纳米级现象的研究。
布朗大学的一个研究小组为一个纳米级的分辨率挑战创造了一个解决方案，这个挑战几十年来一直限制着对可能导致更节能的半导体和电子产品的材料研究。由布朗大学提供。
在目前的实验中，研究人员使用蓝光从一个硅样品中获得了使用红光无法获得的测量结果。测量结果提供了一个关于使用较短波长研究纳米级材料的概念证明。"布朗大学工程学院教授、描述这项工作的论文作者Daniel Mittleman说："我们能够将这些新的测量结果与人们可能期望从硅中看到的结果进行比较，匹配度非常高。
研究人员使用蓝光不仅照亮了样品，使光线散射，而且还从样品中产生了一阵太赫兹辐射。辐射带有关于样品电性能的重要信息，尽管该解决方案增加了一个额外的步骤，并增加了科学家必须分析的数据量，但它消除了他们在如何将尖端对准样品方面的精确性。
根据研究人员的说法，由于太赫兹辐射的波长更长，它更容易对齐。"Mittleman说："它仍然必须非常接近，但它不需要那么近。"当你用光照射它时，你仍然能够得到太赫兹的信息。"
研究人员计划利用该技术更好地了解用于生产蓝色LED技术的半导体。
这项工作得到了国家科学基金会电气通信和网络系统部、堪萨斯城国家安全校区和能源部的支持。
该研究发表在《光： 科学与应用》（www.doi.org/10.1038/s41377-023-01137-y）。
