單晶有機金屬鈣鈦礦光纖首次制成

  ICC訊 鈣鈦礦從光中傳輸電荷的效率非常高，被稱(chēng)為太陽(yáng)能電池板和LED顯示器的下一代材料。英國倫敦瑪麗女王大學(xué)的一個(gè)研究團隊發(fā)明了一種利用鈣鈦礦制備光纖的全新應用。他們通過(guò)使用一種新的溫度生長(cháng)方法，能在非常便宜的液體溶液中生長(cháng)并精確控制單晶有機金屬鈣鈦礦纖維的長(cháng)度和直徑。研究成果23日發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。

  光纖是細如人類(lèi)頭發(fā)的細線(xiàn)，光在其中以超快的速度傳播，比電纜中的電子快100倍。這些微小的光纖傳輸著(zhù)大部分的互聯(lián)網(wǎng)數據。目前，大多數光纖是由玻璃制成的。倫敦瑪麗女王大學(xué)團隊制造的鈣鈦礦光纖僅由一塊鈣鈦礦晶體組成，光纖的纖芯寬度低至50微米且非常靈活，它們的彎曲半徑可小到3.5毫米。

  與多晶對應物相比，單晶有機金屬鈣鈦礦更穩定、更高效、更耐用且缺陷更少。因此，科學(xué)家們一直在尋求制造能夠帶來(lái)這種高效率的單晶鈣鈦礦光纖。研究人員稱(chēng)，單晶鈣鈦礦光纖可集成到當前的光纖網(wǎng)絡(luò )中，以替代該系統中的關(guān)鍵組件，提供更有效的激光和能量轉換，提高寬帶網(wǎng)絡(luò )的速度和質(zhì)量。

  新研制的光纖在幾個(gè)月內具有良好的穩定性，并且傳輸損耗很小，低于0.7分貝/厘米，足以制造光學(xué)器件。研究人員在制備過(guò)程中逐漸改變加熱位置、線(xiàn)接觸和溫度，以確保長(cháng)度連續增長(cháng)，同時(shí)防止寬度隨機增長(cháng)。該方法可控制纖維的長(cháng)度，并改變鈣鈦礦纖維芯的橫截面，且比具有相似長(cháng)度的多晶光電探測器具有更大的光電流值。

  研究人員表示，這項技術(shù)也可作為高分辨率探測器用于醫學(xué)成像。與現有技術(shù)相比，光纖的小直徑能捕獲更小的像素。這意味著(zhù)，單晶光纖獲得的微米級像素可提供更高分辨率的圖像，從而讓醫生作出更好、更準確的診斷。如果在吸收光線(xiàn)的紡織品中使用這些纖維，它們可將太陽(yáng)能轉化為電能，從而使人們擁有“太陽(yáng)能衣服”。

  總編輯圈點(diǎn)

  在網(wǎng)絡(luò )如同水和電一樣普遍的今天，“光纖入戶(hù)”為生活帶來(lái)各種便捷、美妙的體驗。光纖是根據光的全反射原理研制出的一種光導纖維，當光線(xiàn)以合適的角度射入時(shí)，就會(huì )沿著(zhù)光纖曲折前進(jìn)。對普通人來(lái)說(shuō)，最直觀(guān)的體驗是這些年網(wǎng)絡(luò )帶寬快速升級，不過(guò)可能很少有人想到，用來(lái)制作光纖的材料本身也是可以不斷升級的。相比玻璃光纖，鈣鈦礦光纖能夠進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò )的速度和質(zhì)量，令人期待。