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凝音

第六十五章:守時(shí)

凝音 宛若歲月 2009 2019-12-12 23:06:11

  ??house house house

  the warm song is floating??

  juice juice juice??

  the fragrance in the air??

  piano piano piano??

  sunshine be in our hearts??

  --^^Bonjour.Donnerstagnachmittags Tee??

  ??休息休息??(《Send to us.》):暖氣足的地方,特別容易打盹小憩,司徒景蔓整理好自己歸納的資料,感覺(jué)如沐春風(fēng)。不斷的學(xué)習(xí),就是一道春風(fēng)。……一口茶水下去,司徒景蔓便在茶桌上呼呼呼地聽(tīng)電視劇練外語(yǔ)耳朵?!枪夥浅?zhǔn)時(shí)地守候在那,兩小時(shí)后……“阿幕,什么是光子晶體?”“阿蔓,這個(gè)光子晶體呢,是近年來(lái)科學(xué)與技術(shù)方面的一個(gè)新成果,可是具有重要的科學(xué)意義和廣泛的應(yīng)用前景。要明白光子晶體是什么,我們先來(lái)看看晶體,晶體是由大量微觀物質(zhì)單元原子、離子、分子等,按一定規(guī)則有序排列的周期性結(jié)構(gòu)。晶體在日常生活中經(jīng)常遇到,如食鹽就是氯化鈉晶體,雪花也是晶體,而且具有多種不同的形狀。人們非常熟悉且每天都離不開(kāi)的半導(dǎo)體也是晶體。你看,我們熟知的高性能芯片就是大規(guī)模、超大規(guī)模的半導(dǎo)體集成電路。半導(dǎo)體能夠具有重要的應(yīng)用價(jià)值,就是因?yàn)榘雽?dǎo)體這種晶體具有電子的禁帶、導(dǎo)帶。利用電子的能帶結(jié)構(gòu)對(duì)電子進(jìn)行精確的控制。但由于電子是帶電的,相鄰電子之間有相互作用,這給控制電子帶來(lái)了困難。尤其是當(dāng)結(jié)構(gòu)的尺寸非常小時(shí),精確地控制電子變得極為困難。這使得進(jìn)一步提高芯片的性能也變得極為困難。即存在量子極限的限制?!薄鞍⒛淮髱?,那如何進(jìn)一步提高芯片的性能呢?”“光子。光子不帶電,光子之間沒(méi)有相互作用??刂乒庾颖瓤刂齐娮痈?jiǎn)單。因此,通過(guò)控制光子,可以更容易突破量子極限,從而進(jìn)一步提高芯片的性能。接下來(lái),如何才能精確地控制光子呢?人們發(fā)現(xiàn),如果傳導(dǎo)光的材料具有晶體一樣的結(jié)構(gòu),那么,這種材料也會(huì)具有光子的禁帶、導(dǎo)帶。這不就是傳導(dǎo)光的晶體嗎!光子晶體就這樣產(chǎn)生了。人們還發(fā)現(xiàn),可以把在半導(dǎo)體中很多控制電子的現(xiàn)成的方法和技術(shù)用到對(duì)光子的控制上來(lái)。半導(dǎo)體是帶電離子的周期性晶體結(jié)構(gòu),電子的行為受到周期性的約束和影響。而材料對(duì)光傳播特性的影響只能通過(guò)折射率來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此,光子晶體一定是折射率在空間的周期性排列,以使光子受到周期性的約束和影響。折射率的周期分布可以是一維、二維或三維的,它們分別對(duì)應(yīng)于一維、二維和三維光子晶體……光子晶體具有光子能帶結(jié)構(gòu)。有的能帶禁止某些頻率的光在其中傳播,這些頻率的光不能在這個(gè)帶中存在,這就是光子禁帶。有的能帶允許某些頻率的光在其中傳播,對(duì)于這些頻率的光這個(gè)能帶就是光子的導(dǎo)帶。當(dāng)光子晶體被白光照射時(shí),其能帶對(duì)某些頻率的光是導(dǎo)帶,這些頻率的光可以進(jìn)入材料并在其中傳播。而對(duì)其他某些頻率的光來(lái)說(shuō),這個(gè)能帶是禁帶,這些頻率的光不能進(jìn)入材料而被完全反射出來(lái)。因此,材料就會(huì)呈現(xiàn)出不同的色彩。自然界中很多東西有鮮艷的彩色,這其實(shí)就與光子晶體有密切關(guān)系。如:南美洲有些蝴蝶的翅膀呈現(xiàn)出美麗的色彩,有的蜥蜴類(lèi)動(dòng)物也有非常漂亮的顏色,產(chǎn)于澳洲的蛋白石也具有鮮艷的色彩,等等……光子晶體的概念是美國(guó)的E.?Yablonovitch和加拿大的S.John在1987年提出的。Yablonovitch的研究是為了降低雷達(dá)的電力消耗,以及提高雷達(dá)的隱身性能。而S.John的工作是光子局域,即,將光子限制在空間的某個(gè)范圍內(nèi)。他們的研究目標(biāo)完全不同,但卻分別提出了相同的新概念。他們的文章于1987年在美國(guó)《物理評(píng)論快報(bào)》上先后發(fā)表。兩人原來(lái)并不認(rèn)識(shí),看到對(duì)方的文章后,兩人互相聯(lián)系,決定見(jiàn)一次面。在這次見(jiàn)面中,他們討論了這個(gè)新概念的意義,及今后的進(jìn)一步研究方向。正是在這次見(jiàn)面會(huì)上,經(jīng)過(guò)協(xié)商,這個(gè)新生事物起了一個(gè)嶄新而響亮的名字—光子晶體……光子晶體的概念提出后,引起了全世界科學(xué)家的極大興趣和高度重視。一個(gè)光子晶體的研究熱潮在世界范圍內(nèi)興起。既然光子晶體的最大特點(diǎn)是光子的能帶結(jié)構(gòu),人們自然希望光從各個(gè)方向照射時(shí)都存在禁帶,而不是只在一個(gè)方向照射才有禁帶,這就是全空間禁帶。人們還希望禁帶能夠?qū)捯恍H藗儼l(fā)現(xiàn),半導(dǎo)體研究中的很多技術(shù)可以用到光子晶體中來(lái)。純凈的半導(dǎo)體不好用,按照理論設(shè)計(jì)摻入雜質(zhì),半導(dǎo)體的性能明顯提高。于是,人們就把摻雜技術(shù)引入到光子晶體的研究中來(lái),從而大大改善了光子晶體的特性??茖W(xué)家們?cè)诠庾泳w研究中,還把一定程度上破壞微觀對(duì)稱(chēng)性,增加某些宏觀的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性這些半導(dǎo)體研究中的方法移植過(guò)來(lái),都獲得了非常好的效果??梢杂卸喾N方法制作光子晶體,如物理學(xué)中的分子束外延,光刻,離子束刻蝕,晶體生長(zhǎng),光學(xué)全息,化學(xué)中的自組裝等技術(shù)。光子晶體已經(jīng)在越來(lái)越多的領(lǐng)域內(nèi)得到了應(yīng)用。光子晶體已經(jīng)被廣泛用于生物成像、光譜學(xué)、人臉識(shí)別、激光雷達(dá)、虛擬現(xiàn)實(shí)等眾多領(lǐng)域。而到目前為止,光子晶體最成功的應(yīng)用莫過(guò)于光子晶體光纖………隨后,聲子晶體的研究與應(yīng)用也得到了快速的發(fā)展,成為繼光子晶體后的一個(gè)重要發(fā)展方向。”“好嘞,記住啦,my personal computer.”“乖,該去睡覺(jué)啦,晚安,蔓,好夢(mèng)!”“嗯啦,晚安,好夢(mèng),幕?!薄募緯?shū)籍,慢慢讀來(lái);春夏秋冬,與時(shí)俱進(jìn)。你說(shuō),我是人群中你唯一的愿望,微笑快樂(lè);我說(shuō),你是我人生里守時(shí)的恒量,如此璀璨。好夢(mèng),晚安!^~^(2019.12.12點(diǎn)滴隨筆)

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