登录

/

注册

首页 > 科技媒体 > 媒体详情
【信息技术】哈佛大学实现全球最小接收机,组成模块的尺寸仅2个原子
梅西 2017-01-12
导语

美国哈佛约翰保尔森工程与应用科学学院(SEAS)的研究人员研制出全球最小射频接收机——由大小仅为2原子的粉色金刚石中的原子级缺陷实现。

图为哈佛大学研制的世界最小接收机

美国哈佛约翰保尔森工程与应用科学学院(SEAS)的研究人员研制出全球最小射频接收机——由大小仅为2原子的粉色金刚石中的原子级缺陷实现。研究团队包括SEAS电子工程专家Marko Loncar和其博士生Linbo Shao,研究成果发表在《应用物理评论》。

理论基础

该接收机使用金刚石中的微小缺陷——氮空位(NV)中心。NV中心能够被用来发射单光子或探测非常微弱的磁场。此次技术突破使用的是其光致发光特性——能够将信息转化为光,该特性意味着在实现量子计算、光电和感知系统方面具有重大潜力。

技术突破

为了制造NV中心,研究人员首先使用一个氮原子将一个碳原子放置在金刚石晶格中,并移除相邻原子,产生NV中心。只有这样做,才能在氮原子旁边产生一个空位。

组成结构

接收机由5部分组成:一个电源、一个接收机、一个换能器(将空气中的高频电磁信号转换为低频电流)、一个扬声器或耳机(将电流转换到声音)和一个调谐器。

工作过程

金刚石NV中心的电子被激光器发射出的绿光赋能或抽取。这些电子对电磁场敏感,如包括FM无线电波。当NV中心接收到射频信号时,将其转换为以红色光表示的声音信号。一个常见的光电二极管将光转化为电流,然后通过简单的扬声器或耳机转换为声音。磁铁在金刚石周围产生强磁场,用来调谐NV中心的接收频率。Shao和Loncar使用了数十亿个NV中心来增强信号。

应用

尽管其尺寸微小,由于金刚石内部强度,该接收机能够经受极端恶劣环境,并且与生物体兼容,意味着它能够工作在任何地方,从金星探测到人类心脏起搏器。团队已成功在350摄氏度高温播放音乐。Locar表示“金刚石具有独特特性。该接收机能够工作在航天、恶劣环境,甚至人体中,因为金刚石是人体兼容的”。

其他

该研究由美国国家科学基金会(NSF)提供资金的哈佛集成量子材料(C-IQM)科学技术中心(STC)提供部分资金支持。哈佛的技术研发办公室已为该技术做了临时专利申请,并积极追求商业化机会。

文章链接:

LinboShao, et al, "Diamond Radio Receiver: Nitrogen-Vacancy Centers as Fluorescent Transducers of Microwave Signals," Physical Review Applied, 6, 064008

新闻链接:

The world’s tiniest radio

(本文来源:大国重器——聚焦世界军用电子元器件;)

如若转载,请注明e科网。

如果你有好文章想发表or科研成果想展示推广,可以联系我们或免费注册拥有自己的主页

  • 哈佛大学
  • 接收机
  • 金刚石
分享到
文章评论(0)
登陆后参加评论
作者 梅西

本科生

北京工业大学

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科


发布成功!

确 定 关 闭