利用光学技术在纳米尺度上组装新材料
华盛顿大学的研究人员已经开发出一种方法，可以使纳米级的可重复制造成为可能。研究小组采用了一种在生物学中广泛应用的光技术，即光阱或光镊，以在富含碳的有机溶剂的无水液体环境中工作，从而实现了新的潜在应用。
 然后，研究人员用光为基础的“牵引光束”抓住其中一根锗纳米棒。来自光束的能量也会使纳米棒过热，熔化铋帽然后，他们将第二个纳米棒导入“牵引光束”中，多亏了末端熔融的铋帽，使其端对端焊接。然后，研究人员可以重复这个过程，直到他们组装出一个具有重复半导体-金属连接的图案化纳米线异质结构，其长度是单个构建块的5到10倍。 Vincent Holmberg说：“我们把这种面向光学的组装过程称为‘光子纳米焊接’，实质上是用光在纳米尺度上焊接两个组件。” 包含材料间连接的纳米线，例如由华盛顿大学团队合成的锗铋连接，最终可能是为量子计算应用创建拓扑量子位的途径。 牵引光束实际上是一种高聚焦激光，它产生了一种光学陷阱，这是Arthur Ashkin在20世纪70年代首创的诺贝尔奖获得者方法。迄今为止，光学陷阱几乎只在水或真空环境中使用。Pauzauskie和Holmberg的研究小组采用了光学捕获技术，以在更易挥发的有机溶剂环境中工作。 Holmberg说：“在任何环境中产生稳定的光学陷阱都是一种微妙的力量平衡行为，我们很幸运有两位非常有才华的研究生一起参与这个项目。” 构成激光束的光子对光阱附近的物体产生力。研究人员可以调整激光的特性，以便产生的力可以捕获或释放物体，无论是单个锗纳米棒还是更长的纳米线。 Pauzauskie说：“这是可靠的、可重复的纳米制造方法所需要的精度，不需要与其他表面或材料发生混乱的相互作用，这些表面或材料可能会在纳米材料中引入缺陷或应变。” 研究人员认为，他们的纳米焊接方法可以使不同材料组的纳米结构的附加制造用于其他应用。 Holmberg说：“我们希望这一演示能让研究人员利用光阱来操纵和组装更广泛的纳米材料，而不管这些材料是否与水相容。”。 原文来源：https://phys.org/news/2019-11-light-based-tractor-materials-nanoscale.html |
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