耐上千摄氏度高温的光子晶体问世

耐上千摄氏度高温的光子晶体问世
佚名
【摘要】据美国物理学家组织网近日报道，美国麻省理工学院（MIT）的一个研
究小组找到了一种采用金属钨或钽制造出可耐受1200摄氏度高温的光子晶体途径。

这种材料可广泛应用于智能手机、红外线化学探测器和传感器、深度探索太空的宇宙飞船等供电装置。

相关论文刊登在最新一期的《美国国家科学院院刊》上。

【期刊名称】《生命科学仪器》
【年(卷),期】2012(010)001
【总页数】1页(P18-18)
【关键词】光子晶体;摄氏度;美国麻省理工学院;高温;化学探测器;物理学家;智能手机;供电装置
【正文语种】中文
【中图分类】O734
据美国物理学家组织网近日报道，美国麻省理工学院(MIT)的一个研究小组找到了
一种采用金属钨或钽制造出可耐受1200摄氏度高温的光子晶体途径。

这种材料可广泛应用于智能手机、红外线化学探测器和传感器、深度探索太空的宇宙飞船等供电装置。

相关论文刊登在最新一期的《美国国家科学院院刊》上。

光子晶体指能对光作出反应的特殊晶格，可影响光子运动的规则光学结构，类似于半导体晶体对于电子行为的影响。

其晶格尺寸与光波的波长相当，是不同折射率的
电介质材料在空间呈周期性排列构成的晶体结构。

MIT军用纳米技术研究所工程师赛拉诺维奇表示，几乎完全可以采用标准的微细
加工技术和现有设备将这种新型耐高温、二维光子晶体制造成计算机芯片。

与早期制造的高温光子晶体的方法相比，采用新方法制造出的材料具有“更高性能、简单操作、坚固耐用”等特点，适合低成本的大规模生产。

美国国家航空航天局也对这种材料很感兴趣，因为它具有为深度探索太空提供永续动力的潜力。

完成这样的任务通常利用少量的放射性物质的能量，采用放射性同
位素热电源(RTG)。

例如，计划在今年夏天抵达火星的“好奇”号探测器使用的就是RTG系统，可以连续不间断作业多年，而不像太阳能供电站，到了冬天就会出
现发电不足的情况。

这种耐高温光子晶体应用前景十分广阔，可用于太阳能光热转换或太阳能光化学转换装置、放射性同位素的供电设备、氮氢化合物发电机或工业领域电厂余热回收的配套设施等。

但制造这种材料还存在许多障碍，高温会导致晶体蒸发、扩散、腐蚀、开裂、熔化或快速化学反应。

为了克服这些挑战，MIT的研究小组正在对高纯度
的钨在结构上进行专门精密的几何设计，以避免材料在被加热时损坏。

该材料还可以取代电池，为便携式电子设备有效供电，采用丁烷作燃料运行热光生电机产生能量，作业时间比电池长10倍。