纳米镊子的发明—量子高科技的福音

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普渡大学Birck纳米技术中心的研究者们发明了一种新型的“纳米镊子”，为量子高科技带来了福音。

科学家们发明了一种新型的“纳米镊子”，它不仅能够快速而又准确地定位微小物体，还可以将它们固定从而改善纳米尺寸的传感方式，这有助于研究制造量子计算机和超高分辨显示器的先进技术。


这个装置是在普渡大学Birck纳米技术中心使用一个约1/300头发的宽，直径约320纳米的圆柱形黄金“纳米天线”制造的。利用特殊结构聚焦并吸收光线，从而形成一个“等离子体热点”，从而能够操纵悬浮在液体中的纳米物体。


对于该项研究发明，电气和计算机工程副教授Alexandra Boltasseva表示：“这个方法使大量的应用程序瞬间执行成为了可能。”


等离子体装置利用电子云或叫表面等离激元来操纵和控制光。纳米镊子潜在应用包括改良超敏感纳米传感器和合成自然纳米物体包括病毒和蛋白质的研究;“纳米组装”的发明对等离子体材料来说，使大量先进技术如超高分辨“微流体”显示器和量子逻辑单位的等离子体电路成为了可能。


纳米镊子可能被用来制造含有纳米金刚石颗粒或其他纳米发光结构的设备，从而可以提高单个光子的生产,量子信息处理能力，这将会给电脑、密码学和通信技术带来一个质的飞跃。


传统计算机用电子处理信息。然而，普渡大学的量子中心副主任、Birck纳米技术中心纳米光电学科学主任、同时也是杰出的电气和计算机工程教授Vladimir M. Shalaev认为，利用电子和光子的量子特性计算机的性能预计会有大幅度的提升。


博士生Justus C.Ndukaife也说道：“在所需流体的对流中利用单个等离子体纳米天线来进行微米每秒量级的纳米颗粒传输,在纳米镊子系统问世之前被认为是不可能的。”


以前的研究已经表明,使用单一等离子体天线的对流在每秒10纳米以下，实在太微小以至于无法引起可以使悬浮粒子净运输的对流。


然而,普渡大学的研究人员通过使用交流电电场结合使用激光加热等离子体纳米天线使施加的力远远大于其他可能的力，从而克服了这个限制,将粒子运输的速度增加了100倍。