借助“原力”探测超快光, 弥补材料纳米缺陷学术资讯

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太阳能电池板。

用于制造太阳能电池、手机和照相机等设备的光学探测器的真实材料，可能具有许多不同类型的瑕疵和缺陷。然而，对于这类纳米级缺陷，目前的技术很难对其进行定义和描述。此外，识别和研究材料中的“热点”和“薄弱环节”也非常具有挑战性——这些特征会减缓或阻碍光诱导过程。

据美国“物理学组织”8月5日消息称，加拿大麦吉尔大学的Peter Grutter教授带领的团队本周在《美国国家科学院院刊》发文宣布，他们已经开发出一种用于探测物质材料纳米尺寸缺陷的新技术：利用原子力显微镜检测光与物质发生相互作用时产生的超快力。该技术可让科学家在很多材料中，以亚飞秒级别的精度和纳米尺度的空间分辨率，探测到两个延时光脉冲产生的力。研究人员表示，超快力的测定，能促使光学探测器进一步改进，使手机、相机、光纤，以及太阳能电池等领域受益。

论文第一作者、博士后研究员Zeno Schumacher介绍道：“为了加深对材料的理解，并改善它们的性能，科学家们通常会使用100飞秒的光脉冲来探索反应速度，并确定过程中的控制步骤。光脉冲的电场每几飞秒就会振荡一次，并对构成物质的电荷和离子产生推拉作用。这些带电物体在脉冲力的作用下，会产生移动或极化，而正是这种运动决定了材料的光学特性。”

论文作者Grutter评价道：“我们的新技术适用于任何材料，包括金属、半导体和绝缘体。这项技术将运用空间和时间上的高分辨率来研究和控制光伏材料的缺陷。最终，这将帮助我们改进太阳能电池和光学探测器。”

科界原创

编译：朱明逸

审稿：西莫

责编：雷鑫宇

期刊来源：《美国国家科学院院刊》

期刊编号： 0027-8424

原文链接：

https://phys.org/news/2020-08-ultrafast.html