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在光学操控二维纳米片运动方面,上海光机取得了哪些进展?

2023-06-07 22:54:00

在光学操控二维纳米片运动方面,上海光机取得了哪些进展?

随着纳米技术的发展,纳米材料和纳米器件逐渐成为研究的热点。二维纳米片作为一种新型的纳米材料,具有优异的物理、化学和光学性质,因此受到了广泛的关注。然而,由于其尺寸小、质量轻、表面积大等特点,二维纳米片的运动受到诸多限制,传统的机械操控方法难以实现对其精确的控制。光学操控作为一种非接触、非破坏性的手段,可以有效地解决这一问题。近年来,光学操控二维纳米片的研究逐渐得到发展,其中上海光机所在光学操控二维纳米片运动方面获得了重要进展。

一、光学操控二维纳米片的原理

光学操控二维纳米片的基本原理是利用光学力和光学扭矩实现对纳米片的操控。光学力是指光束对物体产生的力,其大小与光束的功率、波长、偏振方向等因素有关。当光束照射到物体表面时,由于光子与物质相互作用,会产生一个向光束传播方向的光学力,从而实现对物体的操控。

光学扭矩是指光束对物体产生的扭矩,其大小与光束的角动量、偏振方向等因素有关。当光束照射到物体表面时,由于光子具有角动量,会产生一个绕光束传播方向旋转的光学扭矩,从而实现对物体的旋转和定向。

二、光学操控二维纳米片的方法

目前,光学操控二维纳米片的方法主要包括光束移动法、光阱法、光热法和光控化学反应法等。其中,光束移动法是最简单、最常见的方法,其基本原理是通过控制光束的移动方向和速度,实现对纳米片的操控。光阱法是利用光学力在空间中形成一个稳定的光学势场,将纳米片固定在光学势场中进行操控。光热法是利用光吸收产生的热效应,控制纳米片的运动和形变。光控化学反应法是利用光敏化学反应,在纳米片表面形成化学反应产物,从而实现对纳米片的操控。

三、上海光机所在光学操控二维纳米片运动方面的研究

上海光机所的科研人员在光学操控二维纳米片运动方面开展了一系列研究工作。他们首先利用光束移动法实现了对二维MoS2纳米片的操控。在实验中,他们采用了一台激光器和一个光学显微镜,将激光束聚焦在MoS2纳米片上,通过控制激光束的移动方向和速度,实现了对纳米片的定向、旋转和平移。此外,他们还通过调节激光功率和波长,实现了对MoS2纳米片的光学性质的调控,如吸收谱和荧光强度等。

随后,他们将光学操控二维纳米片的研究扩展到了其他材料,如黑磷、WS2、WSe2等。他们发现,不同材料的光学性质和光学响应特性存在差异,需要针对不同材料进行优化和调节。此外,他们还探索了不同光学操控方法的优缺点,并提出了一些改进措施,如利用多个光束进行协同操控、利用光学阱增强操控稳定性等。

最近,他们又通过光控化学反应法实现了对二维MoS2纳米片的操控。在实验中,他们利用了一种光敏化学反应体系,将MoS2纳米片表面修饰成具有化学反应活性的羧基和氨基官能团。当激光照射到纳米片表面时,产生的激光子会激发羧基和氨基之间的化学反应,产生共价键连接,从而实现对纳米片的操控。

四、光学操控二维纳米片的应用前景

光学操控二维纳米片具有广泛的应用前景。一方面,它可以用于纳米材料的制备和加工,如纳米器件的组装、纳米电子器件的制作等。另一方面,它还可以用于纳米生物学和纳米医学等领域,如纳米药物递送、生物传感和分子诊断等。此外,光学操控二维纳米片还可以用于光学通信、光学计算和量子信息处理等领域。

总之,光学操控二维纳米片是一种重要的STM8S207R8T6纳米操控技术,其具有非接触、非破坏性、高精度、高效率等优点,具有广泛的应用前景。上海光机所在光学操控二维纳米片运动方面取得的进展为其应用提供了有力的支持和保障。相信在未来的研究中,光学操控二维纳米片将会得到更加深入和广泛的应用。


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