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發(fā)布時間:2021-03-22 20:44  
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測量大型物體的小運動是比較容易的,但是當移動部件的尺寸為納米級時,難度就會加大。精準測量微觀物體的微小位移的能力,可用于檢測微量的危險生物或化學試劑,完善微型機器人的運動,精準部署氣囊,以及檢測通過薄膜傳播的極弱聲波。
研究人員測量了一個黃金納米顆粒的亞原子級運動。他們在這個黃金納米顆粒和一個金片之間設計了一個寬約15納米的小氣隙來進行測量。這個間隙非常小,因此激光無法貫穿其中。
然而,光能表面等離子體激元,即電子組的集體波狀運動,被限制在沿著這個黃金表面和空氣之間的邊界行進。
研究人員利用了光的波長,即光波的連續(xù)峰之間的距離。只要選擇恰當的波長,或者說頻率,激光就可以使特定頻率的等離子體激元沿著間隙來回振動或起振,如同撥動吉他弦產生的混響。同時,當納米顆粒移動時,它會改變間隙的寬度,并且還會像調諧吉他弦一樣,改變等離子體激發(fā)共振的頻率。以西安交大為首、通過產學研結合開發(fā)的微納米光柵滾壓印成套新技術及新裝備,為我國高精度精密光柵的設計制造技術和加工工藝開辟了一條嶄新途徑。
將細胞、蛋白質、病原體、病毒、DNA等用納米級的磁性小顆粒來標記,也就是磁化這些被探測的對象,再用高靈敏度的GMR磁阻傳感器來探測它們的具體位置。這種應用方式在醫(yī)學及臨床分析、DNA分析、環(huán)境污染監(jiān)測有非常重要意義。
基于TMR效應的自旋閥生物磁傳感器與傳統(tǒng)電化學分析、壓電晶體檢測方法相比具有精度高、體積小的優(yōu)勢,主要用于病變部位的非接觸式探測、室溫心磁圖檢測、生物分子識別分析等。
磁性傳感器還可用于準備樣本的簡單離心機,它用來幫助控制小型電機,使其變得更加安靜和可靠。在助聽器領域,應用了巨磁阻傳感器IC (GMR)與霍爾。
科學院科技戰(zhàn)略咨詢研究院與國家納米科學中心聯合發(fā)布《納米研究前沿分析報告》。報告采用內容分析、文獻計量和領域分析相結合的方法,通過對比分析美國、英國、法國、德國、俄羅斯、歐盟、日本、韓國、印度、澳大利亞以及我國的納米技術研發(fā)計劃,發(fā)現各國對納米技術的信心普遍增強,投資力度普遍加大,科研人員數量和相關企業(yè)數均大幅增加;將納米技術列入促進經濟社會發(fā)展和解決重大問題的關鍵技術領域,在能源和生物等領域尤其受到重視;納米技術研究邁向新階段,由單一的納米材料制備和功能調控轉向納米技術的應用和商業(yè)化;假設間隙由于納米顆粒的運動而改變,使得等離子體激元的固有頻率或諧振更接近于激光的頻率。通過公共研發(fā)平臺、產業(yè)園區(qū)等方式,促進產學研合作及與其他領域的融合,縮短從前沿研究到產業(yè)化的時間;開展EHS(環(huán)境、健康、安全)和ELSI(限制、社會課題)研究以及國際標準和規(guī)范(ISO、IEC)的制定;重視納米技術的基礎教育和高等教育。報告顯示,我國在納米科技領域已形成一批達到世界水平的優(yōu)勢研究方向和團隊。
提高分辨力一直是光刻技術發(fā)展的主旋律,由瑞利公式R=K1λ/NA可知,縮短波長是提高分辨力的有效手段。每次更短波長光刻的應用,都促使集成電路性能得到極大提升。
光電所采用三角法測量,Z向位移轉化為標記光柵與檢測光柵橫向位移ΔX,通過兩光路的信號比對橫向位移量ΔX進行檢測,實現檢焦。該方法的兩光路結構設計相同,兩信號相位相差,利用兩光路的信號比求解硅片的離焦量,消除了光強波動的影響,實現了納米級的檢焦精度。③研制出在同一干涉儀中直接實現大范圍高精度納米位移測量的新型測試計量裝置。