生命科学

用超小型天线将光转换成电

作者:澳门葡亰娱乐场手机版    发布时间:2020-01-03 05:35     浏览次数 :78

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向此次开发的可见光用整流天线照射绿色激光,测量其转换效率

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开发出纳米级超小型天线 日本广岛大学的研究小组日前开发出纳米级超小型天线,它能够收发某个特定波段的电磁波。这种天线是广岛大学博士生小迫照和与教授鱼屋丰等共同开发的。天线宽75至125纳米、长500纳米,相当于把普通电视天线缩小到百万分之一。构成天线的5根枝杈是用金制作的,固定在透明的氧化硅板中。这种纳米级天线与普通天线工作原理相同。目前制成的这种天线能够收发波长400至800纳米的电磁波。如果改变天线枝杈的长度和配置,就可以收发不同波段的信号。鱼屋教授希望这项发明能够帮助开发新一代数据存取设备。此项成果已刊登在近日出版的《自然光子学》杂志上。(来源:新华网 蓝建中)更多阅读澳门葡亰娱乐场手机版,《自然光子学》发表论文摘要

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制成的可见光用整流天线的主要结构

一种新的设计可以使笨重的天线仅为现在的百分之一。图片来源:Tom Grimm/Alamy

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美国乔治亚理工学院的研究者开发出了接收可见光、将其转换成电的整流天线。整流天线是在天线上组合整流用二极管,将电磁波转换成直流电的器件。发电原理跟利用半导体pn结的太阳能电池完全不同。

科学家说,发送和接收电视信号和无线电波的金属天线可能很快就会被微小的薄膜所取代,而后者的大小可能只是传统天线的百分之一。由此带来的好处包括更小的智能手机和可穿戴技术,以及用来刺激脑细胞的微型植入式设备。

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目前,可见光用整流天线的转换效率还不到1%,但开发者认为,随着今后进一步优化,可以用现有硅类太阳能电池1/10的成本制造转换效率为40%的光伏发电元件。如果这能够实现,世界的能源格局将大幅改变。详细开发成果已刊登在学术杂志《Nature Nanotechnology》上。

传统的天线非常笨重,因为它们通过在一根金属电缆上震荡电流来传输信号,其发出的电磁辐射的波长与电缆的大小有关。对于无线电波谱中最常用的部分来说,这意味着天线需要几厘米或几十厘米长,而这取决于它们所发射的辐射的波长。金属天线靠电磁共振运作,其尺寸通常必须大于所用电磁波波长的1/10,因而微型化的余地较小。比如,对于波长为几厘米及以上的无线电波,天线尺寸就无法缩小到毫米以下级别。

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