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超快LED打破分子荧光速度纪录

2018-10-14 11:19

  超快LED打破分子荧光速度纪录

  美国杜克大学研讨人员最新研发出超快发光二极管(LED),打破了荧光分子发射光子的速度纪录,是一般级的1000倍,朝着完成超快速LED和量子暗码学迈出了重要一步。该研讨结果刊登在10月12日的《天然·光子学》在线版上。

  本年的诺贝尔物理学奖被颁发在20世纪90年代初创造的蓝色发光二极管的科学家,因该创造促进了新一代亮堂节能的白色荧光灯以及五颜六色LED屏幕的开展。但是,这个巨大研讨成果在开关时的慢速度却约束了其作为以光源为根底的通讯。在一个LED里,一眨眼的功夫原子被逼发射约1000万个光子。而现代通讯体系,运转速度比LED发射光子的速度快近千倍。为了完成根据LED的光通讯,研讨人员有必要提速光子发光资料。

  在新研讨中,这所大学的工程师经过在金属纳米立方体和黄金膜之间增加荧光分子,加快其光子发射率到达史无前例的水平。该大学电气与计算机工程和物理助理教授麦肯·米克尔森说:本研讨的方针运用之一是超高速LED。尽管未来的设备可能不运用这个精确办法,但对根底物理却至关重要。

  米克尔森是研讨金属内电磁场和自由电子之间相互作用的专家。据物理学家组织网10月13日报导,在试验中,他的团队制作了75个银纳米立方体,利来国际w66,并困住其内的光,大大增加了光的强度。当荧光分子被放置在密布的光旁,分子发射光子的速度经过珀塞尔效应强化而更快。台企1.2亿人民币LED节能灯项目落户安徽尊龙娱乐官网他们发现,将荧光分子放置在黄金薄膜和纳米金属的缝隙之间,它们的速度能够得到显着提高。

  要到达最大效应,研讨人员需求调整空隙的谐振频率以匹配分子呼应的五颜六色光。在该论文的一起作者、这所大学电气和计算机工程的教授大卫·史密斯、詹姆斯·B主任的协助下,选用计算机模仿精确断定了纳米立方和黄金薄膜之间所需空隙巨细:居然只要20个原子宽。研讨人员说:咱们能够挑选具有适宜尺度的立方体,使这个缝隙具有纳米级的精度,然后创纪录地提高荧光速度达1000倍。

  由于试验运用了许多随机摆放的分子,研讨人员信任还能够做得更好。他们方案将单个荧光分子精确置于单个纳米立方体,然后完成荧光分子发射光子的更高速率。

  研讨人员说:假如咱们能精确设置分子,其将不仅仅快速的LED,还能够有许多运用。如制作用于量子暗码体系的快速单光子源,这种技能将支撑安全通讯,防止黑客侵略。

  

   分子荧光LED速度