开创了烧烤新方法

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研究人员展示了"挤压"红外光的新方法

研究人员展示了"挤压"红外光的新方法 研究人员已经证明,一种特定类型的氧化物膜可以比块体晶体更有效地限制红外光,这对下一代红外成像技术具有重要意义。这些薄膜膜在压缩波长的同时保持所需的红外频率,从而实现更高的图像分辨率。研究人员利用过渡金属钙钛矿材料和先进的同步加速器近场光谱,表明这些膜中的声子极化子可以将红外光限制在其波长的 10% 以内。这一突破可能带来光子学、传感器和热管理领域的新应用,并可能轻松集成到各种设备中。图片来源:北卡罗来纳州立大学 Yin Liu“薄膜膜保持了所需的红外频率,但压缩了波长,使成像设备能够以更高的分辨率捕捉图像,”该论文的共同通讯作者、北卡罗来纳州立大学材料科学与工程助理教授 Yin Liu 说道。“我们已经证明,我们可以将红外光限制在其波长的 10% 以内,同时保持其频率 - 这意味着波长循环所需的时间相同,但波峰之间的距离要近得多。块状晶体技术将红外光限制在其波长的 97% 左右。”“这种行为以前只是理论上的,但我们能够通过我们制备薄膜膜的方式和我们对同步加速器近场光谱的新用途首次在实验中证明它,”该论文的共同主要作者、北卡罗来纳州立大学材料科学与工程助理教授 Ruijuan Xu 说道。为了这项工作,研究人员使用了过渡金属钙钛矿材料。具体来说,研究人员使用脉冲激光沉积在真空室中生长出 100 纳米厚的钛酸锶 (SrTiO3) 晶体膜。这种薄膜的晶体结构质量很高,这意味着它几乎没有缺陷。然后将这些薄膜从生长它们的基底上取下,并放置在硅基底的氧化硅表面上。研究人员随后利用劳伦斯伯克利国家实验室先进光源的技术,在钛酸锶薄膜暴露于红外光时对其进行同步近场光谱分析。这使研究人员能够在纳米级捕捉到材料与红外光的相互作用。要了解研究人员学到了什么,我们需要讨论声子、光子和极化子。声子和光子都是能量在材料之间传播的方式。声子本质上是由原子振动引起的能量波。光子本质上是电磁能的波。可以把声子看作是声能的单位,而光子是光能的单位。声子极化子是准粒子,当红外光子与“光学”声子(即可以发射或吸收光的声子)耦合时就会产生。“理论论文提出了这样一种观点,即过渡金属钙钛矿氧化物膜将允许声子极化子限制红外光,”刘说。“而我们的工作现在表明,声子极化子确实限制了光子,并且还阻止光子超出材料表面。这项工作建立了一类用于控制红外波长光的新型光学材料,在光子学、传感器和热管理方面具有潜在的应用,想象一下,能够设计出使用这些材料通过将热量转化为红外光来散热的计算机芯片。”“这项工作也令人兴奋,因为我们展示的制造这些材料的技术意味着薄膜可以很容易地与各种各样的基底集成,”徐说。“这应该可以轻松地将这些材料整合到许多不同类型的设备中。”编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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科学家提出搜寻暗物质的新方法 自暗物质被发现以来,科学家们一直未能探测到它,即使几十年来在世界各地部署了多个超灵敏粒子探测器实验也无济于事。现在,美国能源部(DOE)SLAC 国家加速器实验室的物理学家们提出了一种利用量子设备寻找暗物质的新方法。SLAC物理学家丽贝卡-利恩(Rebecca Leane)是这项新研究的作者之一,她认为大多数暗物质实验都在寻找银河系暗物质,这种暗物质会直接从太空发射到地球上,但另一种暗物质可能已经在地球周围徘徊了很多年。利恩说:"暗物质进入地球后,会四处弹跳,最终被地球的引力场困住。随着时间的推移,这种热化暗物质的密度会比少数松散的星系粒子更高,这意味着它更有可能撞上探测器。不幸的是,热化暗物质的移动速度要比银河系暗物质慢得多,这意味着它传递的能量要比银河系暗物质少得多传统探测器可能无法看到。"有鉴于此,利恩和 SLAC 博士后研究员阿尼尔班-达斯找到了 SLAC 的科学家诺亚-库林斯基,他是一个新实验室的负责人,主要研究用量子传感器探测暗物质。库林斯基说,科学家通常认为这是因为冷却系统不完善或环境中存在热源。但他说,可能还有其他原因:"如果我们实际上有一个完美的冷系统,而我们无法有效冷却它的原因是它不断受到暗物质的轰击呢?"达斯、库林斯基和利恩想知道,超导量子设备是否可以重新设计为热化暗物质探测器。根据他们的计算,激活量子传感器所需的最小能量足够低,约为千分之一电子伏特,因此它可以探测到低能量的银河系暗物质以及悬浮在地球周围的热化暗物质粒子。当然,这并不意味着暗物质是量子设备失灵的罪魁祸首只是说它是可能的,下一步就是要弄清楚他们能否以及如何将敏感的量子设备变成暗物质探测器。因此,有几件事需要考虑。首先,也许有更好的材料来制造这种装置。利恩说:"我们一开始考虑的是铝,这只是因为铝可能是迄今为止用于探测器的特性最好的材料。但事实可能证明,对于我们正在研究的质量范围和我们想要使用的探测器类型,也许有更好的材料。"利恩说,还有一种可能性是,热化暗物质与量子设备的相互作用不会像银河系暗物质被怀疑与直接探测设备的相互作用那样。在这项研究中只是考虑了暗物质进入并直接弹开探测器的简单情况,但它还可以做很多其他事情。例如,其他粒子可能与暗物质相互作用,改变探测器中粒子的分布方式。"这就是在 SLAC 工作的好处之一。我们确实有相当多样化的小组在从事许多不同的科学研究,我觉得这个项目是 SLAC 研究的一个非常好的协同效应。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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#科学家 使用新方法计算脑容量 发现过去都低估了

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