美国研究人员在掺硼金刚石中发现了一种新特性——等离激元效应。这可能使生物医学和量子光学设备更加高效，并能以传统技术无法实现的方式处理信息。相关论文13日发表于《自然·通讯》杂志。
金刚石正在成为大功率电子器件和下一代量子光学技术中的关键材料。通过掺入硼等杂质，科学家能够调整金刚石的特性，使其具备接近金属的导电性能。
凯斯西储大学与伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校团队发现，掺硼金刚石还能表现出另一种特殊的等离激元特性：当受到光照时，其内部电子会集体振荡，产生强烈的局部电场增强效果。这种能力对于开发先进的生物传感器、纳米光学组件、提升太阳能电池和量子器件性能至关重要。值得注意的是，尽管其他半导体或金属也具有类似性质，但它们通常不透明，而掺硼金刚石则保留了光学透明性，这赋予它额外的优势。
等离激元现象是指光与物质相互作用时，在纳米尺度上形成的电磁波模式。这种现象早在几个世纪前就已出现在艺术作品中，比如中世纪教堂彩色玻璃窗上的绚丽色彩，就是由嵌入玻璃内的金属纳米颗粒产生的等离激元效应造成的。
因为金刚石是由碳原子组成的透明晶体结构，所以当加入少量硼时，硼比碳少一个电子，可在材料内形成周期性的电子“空穴”，从而增加材料的导电性。金刚石依然保持透明且带有蓝色调。掺硼金刚石还具有化学惰性和生物相容性，因此可用于医学成像、高灵敏度生物芯片和分子传感器。
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