IT之家 1 月 27 日消息，科技媒體 scitechdaily 昨日（1 月 26 日）發(fā)布博文，報(bào)道稱來自美國科羅拉多大學(xué)博爾德分校 JILA 研究所的研究人員開發(fā)了一種新型深紫外顯微鏡，能夠以前所未有的精度，研究鉆石等難以分析材料的電子和熱學(xué)特性，為下一代電子器件的發(fā)展提供關(guān)鍵信息。
項(xiàng)目背景
IT之家注：鉆石等超寬帶隙半導(dǎo)體因其高電壓、高速度和高效率的特性，被認(rèn)為是下一代電子器件的關(guān)鍵材料。
相比較硅傳統(tǒng)材料，這種半導(dǎo)體材料由于價(jià)帶和導(dǎo)帶之間更寬的能隙，能夠處理更高的電壓、以更快的速度運(yùn)行實(shí)現(xiàn)更高的效率。然而，研究電荷和熱量如何在非常小的尺度（從納米到微米）上穿過這些材料一直是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。
傳統(tǒng)可見光顯微鏡由于波長限制，無法有效探測納米級(jí)特性，且鉆石不吸收可見光，無法用于產(chǎn)生電流或快速加熱。
項(xiàng)目突破
JILA 的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種深紫外（DUV）激光顯微鏡，利用高能 DUV 激光在材料表面創(chuàng)建納米級(jí)干涉圖案，以受控的周期性方式加熱材料，并監(jiān)測熱量隨時(shí)間的消散，從而深入了解材料的電子、熱學(xué)和機(jī)械特性，空間分辨率高達(dá) 287 納米。
研究團(tuán)隊(duì)首先使用 800 納米波長的激光脈沖，通過非線性晶體并精確控制其能量，逐步將其轉(zhuǎn)換為更短的波長，最終產(chǎn)生約 200 納米波長的深紫外光源。
團(tuán)隊(duì)利用衍射光柵將 DUV 光分成兩束相同的激光束，以略微不同的角度照射到材料表面，形成精確的正弦能量高低交替圖案。這種干涉圖案充當(dāng)納米級(jí)“光柵”，以受控方式暫時(shí)加熱材料并產(chǎn)生局部能量變化。
該 DUV 系統(tǒng)無需對鉆石進(jìn)行物理改動(dòng)（如添加納米結(jié)構(gòu)或涂層），即可研究其原始狀態(tài)下的特性。研究人員觀察了 DUV 光激發(fā)后，載流子（電子和空穴）在鉆石中的擴(kuò)散方式，揭示了鉆石在納米尺度下的傳輸動(dòng)力學(xué)新見解。這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)步將在高性能電力電子、高效通信系統(tǒng)和量子技術(shù)的發(fā)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
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