【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!

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楊培東

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。

奈米線結構力學可能有全新的應用
奈米線結構力學可能有全新的應用

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。

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