据28日《天然·光子学》杂志报导,英国伯明翰大学和剑桥大学的科学家开发了一种运用量子体系在室温下勘探中红外(MIR)光的新办法,他们运用分子发射器将低能量MIR光子转换为高能的可见光光子。这项立异办法可以协助科学家在单分子水平上进行光谱分析,这标志着科学家在进一步探究化学和生物分子的才能方面的严重前进。
研讨人员解说说,保持分子中原子之间间隔的键可像绷簧相同振荡,一起这些振荡会在十分高的频率下发生共振,它们可被人眼看不见的中红外区域光激起。室温下的键随机运动,因而,勘探中红外光的一个首要应战是防止这种热噪声。现代勘探器依赖于能量密集型和体积十分巨大的冷却半导体器材,但此次研讨提出了一种在室温下检测这种光的新办法。
新办法被称为中红外振荡辅佐发光(MIRVAL),它运用既能成为中红外光又能成为可见光的分子。该团队将分子发射器组装成一个十分小的等离子体腔,该腔在中红外光和可见光范围内都是共振的。他们进一步对其进行了改造,使分子的振荡态和电子态可以相互作用,然后有效地将中红外光转换为增强的可见光。
经过发明微腔,研讨人员完成了低于1立方纳米的极点光约束体积。微腔是一种由金属面上的单原子缺点构成的极小的空腔,可捕获光线。这在某种程度上预示着该团队可将中红外光约束到单个分子的规划。
该打破可以加深科学家对杂乱体系的了解,并翻开红外活性分子振荡的大门,这在单分子水平上通常是没有办法取得的。除了朴实的科学研讨外,MIRVAL还可在许多范畴发挥作用,照实时气体传感、医学确诊、地理丈量和量子通讯等。
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