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美海军在六方氮化硼材料光学应用领域取得突破

发布时间:2018-02-20 07:17

     

  当前,天然六方氮化硼曾经被证明是一种具有普遍使用前景的光学材料(特别是在新兴的纳米光学范畴),无望在纳米标准实现对光的节制和操作,但其在光传输效率方面的缺陷使其使用遭到限制。为处理该问题,NRL结合美国加州大学、堪萨斯大学、橡树岭国度尝试室、哥伦比亚大学、范德堡大学的科学家对此展开研究。天然六方氮化硼由B-10和B-11两种硼的同位素形成,两者的原子量相差近10%。研究认为恰是这种差别导致天然六方氮化硼内部性质不服均,光子的散射效应较强,最终表示为光的传输效率较低。研究团队采用B-10或B-11单质与氮气在高温前提下制备出只包含一种硼同位素的h-BN材料。测试成果表白,与天然h-BN比拟,研究团队制备的新型h-BN材料的光学丧失显着降低,传输效率提拔3倍以上,使得制造基于h-BN的光学器件成为可能。该研究不只使h-BN材料在光学使用方面取得冲破,也为其他材料的研究供给了一种新的、普适的研究方式。

  ①从军事使用角度而言,因为h-BN可在纳米标准实现对光的节制和操作,该研究功效无望加快光学器件向高效化、小型化标的目的成长,这就意味着将来军用光学传感器、激光器的体积将更小,搭载平台的设想愈加矫捷,也使得光学传感器和激光器的使用范畴和场景发生倾覆性变化。

  ②新型h-BN材料无望鞭策纳米光学范畴的快速成长。以高分辩率显微镜使用为例,保守显微镜操纵反射元素聚光来提高分辩率,但因为反射的限制,所得最大分辩率也在百纳米数量级。而h-BN材料在光学使用范畴的冲破无望将显微镜的分辩率提拔至几纳米级别,使得科学家及研究人员可以或许对更微观的材料布局和现象进行探究,这将极大地加强根本研究的前提和能力,推进根本科学的成长。

  ③新型h-BN材料无望进一步鞭策光计较手艺的成长。因为光速比铜线中的电脉冲速度要快的多,让将来计较机机能显着提拔的体例之一就是让光来代替目前节制计较机的那些电脉冲。光计较手艺的焦点在于实现对光在纳米标准的完全操控,但现有光学器件的体积往往较大,且光路较长,现实使用坚苦。而新型h-BN材料无望降服上述缺陷,逐渐建立纳米级光学器件,并朝着集成光计较芯片的标的目的前进,鞭策光计较手艺成长。





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