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中国时间: 13:39 2016年12月10日星期六

美国研制新材料 能让芯片再缩小


美国科学研究人员说,他们在研制“超材料”方面向前迈进了一步,具有隐形特点的这种新材料的民用价值,在于能使电脑芯片的体积进一步缩小,加强光学显微镜的微观探测能力。研究人员表示,这种新材料大规模投产前还要克服许多障碍。

本星期出版的《自然》以及《科学》杂志将发表这项科学研究的论文。美籍华裔学者张翔博士是加州大学伯克利分校教授,兼“国家纳米科学研究中心”主任,他向记者介绍了这项合成材料的物理特性。“我们在做的工作主要是制作了自然界没有存在的光学材料,这种材料可以使光在这种材料里面向相反的方向折射,这在自然界中是从来没有的现象。”

研究人员说,物体的可见性是光作用在物体上的结果,如果物体的外面附着了这种隐形新材料,物体的影像将发生位移,或者说,物体的实际影像将被伪装。许多媒体报道这则科技新闻时都谈到了其潜在军用价值。

对此,张翔说:从某种意义上讲,它对所谓的隐行斗篷、隐形技术是很有作用的。我们这个工作只不过是隐形技术最关键的一部分。也就是说,你可以把光线在任何方向上变化,或者把它弯曲,这是隐形斗篷最主要的一步。”

不过,这项技术的民用价值可能更为可观。姚杰是这项研究论文的第一作者,在校研究生。他对美国之音说,目前电脑芯片的线路采用“光刻技术”制成,而光刻技术要受所谓“散射极限”的制约,线路因此不能做得再细,芯片体积也就不能再小;而目前研究的新材料将能克服光传导过程中的信息损失,实现高分辨率信息传递,电路因此可以做得更细,芯片体积也会进一步微缩。

姚杰说:“光刻技术已经无法作出更细的线,我们这种材料可以携带更精细的光信息,那么我们就可以用它来做新的光刻。这种光刻可以作出非常非常细的线,然后就可以大大地缩小芯片的体积,并且使芯片的运转速度更快。”

另外,这项新技术还能极大地提高光学显微观察技术的水平。姚杰说:“还有一项非常重要的应用,即所谓的“高分辨率光学成像”。很简单,就是我们常用的光学显微镜,就是所谓的‘光学成像’。光学显微镜和前面谈到的光刻一样,受到散射极限的限制,它不能分辨比光的半波长更小的细节。同样利用这种材料,使得光可以传播更小的细节信息,这样好处是,我们可以用在生物领域里面,观察细胞和病毒需要高分辨率才能观察到其中的细节。”

采访中记者了解到,参加这项研究工作的科技人员来自许多国家,但是其中将近一半来自中国大陆或者是已经加入美国国籍的华裔学者。具有中国大陆教育背景的主要毕业于南京大学和吉林大学。

上述科技工作者都表示,这项基础理论研究还有待完善,还需要克服一系列障碍,但是对这种超材料的探索和研究毕竟向前迈进了一步,其理论探讨和试验操作,均具有重要的里程碑意义。

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