正文 第11章 納米應用趣味知識(3)(1 / 3)

然而,在納米的世界裏這個願望是能夠實現的。在美國耶魯大學從事研究的中國學者,發表了關於此方麵的文章,首次證實了在納米的世界裏,光通過它的微弱力量,可以驅動“機器”,這種機器就是由半導體做成的納米機械。

那麼,到底是什麼導致光能可以推動物體的移動呢?這項研究結合了兩個最前沿的科學,也就是納米光子學和納米力學。雖然在宏觀尺度上,光的力量是非常微弱的,沒有人能夠感覺到它的存在。

但是從納米的尺度上來看,光具有相當可觀的力量,它足以用來驅動一些半導體機械裝置。例如,像集成電路上的三極管一樣大小的半導體機械裝置。在這之前光的力就已經被物理學家和生物學家應用於一種叫做“光鑷”的技術中,用來操控原子和微小的顆粒。但是那些並沒有引起人們的重視,直到目前把光集成在一塊小小的芯片上,使它的強度增加數百萬倍,用來操控納米半導體器件,它所具有的潛力才被人們發現。

後來,又有一些科學家,利用最先進的半導體製造技術,在矽芯片上鋪設出一條條光線路,又被稱之為“光導”。這種“光導”有什麼作用呢?原來,當激光器發出的光被接入到鋪有“光導”的芯片後,光就可以像電流在導線裏傳輸一樣,沿著鋪好的光導線路“流”動。科學家從理論預測,在這樣的結構中,光會對引導它的導線產生作用力。為了證實這個預測是否準確,他們把一小段隻有10微米長的光導懸空,讓它可以像吉他弦那樣產生振動。如果光確實能夠產生力並作用在它上麵,那麼當光的強度被調製到和光導的振動頻率一致時,它們就產生共振的現象。並且,這樣的共振還會在透射的光中產生同樣頻率的峰。後來,他們又通過大量實驗證明,這個作用力的大小和理論預期的高度一致。因為光的速度比電流要快得多,所以這種光產生的力預期可以以幾十吉赫茲(吉赫茲的英文縮寫為GHz,是表示頻率的一種單位)的速度驅動納米機械。

這一項研究成果可能會引領出新一代半導體芯片技術,也就是說能夠用光來取代電。如果在將來的科學領域裏能夠使用這種新技術的話,那麼,科學家和工程師們就能夠以光學和量子為基本原理,來進行更高速與高效地計算和通信了。這也將是科學上的一次重大突破!

第五節翹首展望——未來的納米世界

我們通過對納米的了解,知道它是一個充滿希望的產業。它能給我們帶來的益處是取之不盡的。雖然目前已經有一些納米技術在為我們的生活服務,但還有很多潛力有待於我們進一步開發。那麼,未來的納米世界是什麼樣子的呢?

1.未來納米產業的發展

未來的納米產業是一個充滿發展潛力的產業,很多領域都要與它聯係到一起。它的發展將給我們帶來比微米時代還要大的影響,讓我們在未來的世界中能夠更輕鬆地生活。關於它未來的發展到底會是什麼樣?

我們也隻能根據它的現狀來進行推測。在本小節中我們將從以下幾個方麵對它來進行展望:

(1)信息產業中的納米技術

信息產業是世界領域中的重要產業,在納米技術興起之後,它在信息產業中應用比較廣泛,主要表現在3個方麵。

首先是網絡通信、寬頻帶的網絡通信、納米結構器件、芯片技術以及高清晰度數字顯示技術。我們所接觸的信息產品,不管是通信、集成還是顯示器件,它們都是原器件。目前,美國已經著手研製了單電子器件、隧穿電子器件、自旋電子器件等,並且這種器件所生產的信息產品,已經成功進入市場。其次是光電子器件、分子電子器件、巨磁電子器件。