【2014諾貝爾物理獎預測】一維奈米線研究的奠基與發展

■今年諾貝爾物理獎究竟獎落誰家？來預測看看吧！

編譯｜陳文楠

來自中國蘇州，畢業於安徽合肥的中國科技大學取得學士學位的楊培東，赴美留學，1997年取得哈佛化學博士學位，然後轉至西岸加州研究至今，現任教於加州大學柏克萊分校。

2001年以一篇刊載在《Science》的論文＜常溫下的紫外奈米線雷射＞("Room-Temperature Ultraviolet Nanowire Nanolasers")而受到學術界注目，該篇論文目前已被引用超過五千次。在Thomson Reuters的學術論文引用統計中，楊培東是2000-2010年間被引用最多的材料學家，同時也是十大化學家之一。

奈米線是楊培東的主要研究領域，那是一種直徑約10^-9m公尺，長度可延伸到一千倍大小的結構。在這樣近似一維結構下的奈米線，跟我們日常生活中熟悉的三維塊狀結構相比，有許多嶄新的物理與化學特性。在這個物理尺度下，量子物理出現許多顯明效應。

目前的奈米線，製作方式主要有二，一是由上往下的將一塊狀物體以光蝕刻的方式逐漸削薄製成；二是由下而上利用晶體長晶的方式將一個個原子堆疊成奈米線，而楊培東正是擅長此一領域。

目前奈米線仍在實驗室開發階段，尚未能進入工業生產的範疇。不過工業界對奈米線有很高的期待，認為其將可應用在新的材料開發、計算機元件的取代等。

回到楊培東那篇論文，他的研究團隊主要以鋅的氧化物為基底，摻入了金的薄膜物作為催化劑，並已可見光雷射激發，產生了紫外光的雷射。此一研究的重要性在於整個過程皆在室溫下達成，而能產生微小光物理元件，可與現行的電子元件相比擬，並有取代電子元件的巨大潛力與可能性。未來在生醫領域的檢測晶片以及超高解析度的影像偵測上，一維尺度的奈米線發展將是極為有力的候選。
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研究出處：LIGHTING THE WAY WITH NANOWIRE NANOLASERS
譯者：陳文楠 畢業於國立清華大學，現為科教中心特約寫手，從事科普文章編譯。