澳大利亚国立大学（ANU）和阿德莱德大学最新研究成果将提高芯片制造的产量

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澳大利亚国立大学（ANU）和阿德莱德大学的研究人员利用纳米技术将相机和其他技术能够检测到的光的频率提高了七倍。

人们对实现极高频的极紫外（EUV）光检测非常感兴趣，因为这样可以观察纳米级别的物体。ANU的研究员Sergey Kruk说：“用紫光我们可以看到比用红光小得多的东西。而用极紫外光源，我们可以看到超出今天常规显微镜所能看到的东西。”

高次谐波发生（HHG）是通向EUV和真空UV光谱范围光源的途径之一。HHG是一种非线性过程，其中目标样品被强激光脉冲照射。作为响应，样品将发射生成光束的高次谐波（即高于第五次谐波）。

ANU的研究人员正在开发纳米粒子来提高光的频率。更高频率的光源可以用来开发显微镜，分析现有显微镜无法可视化的微小物体

研究人员展示了一个缩小到单个介质纳米粒子的亚波长体积的HHG光源，其高度为0.4倍泵浦波长，直径为0.55倍波长。他们观察到从由AlGaAs材料制成的单个亚波长谐振器产生的高达第七次谐波。通过在亚波长尺度上结构化材料，研究人员可以共振地增强非线性过程的效率，并减小高次谐波源的尺寸。

单个介质亚波长谐振器被波长在3.5至4微米左右的中红外（MIR）脉冲激光激发。为了实现这一过程，研究人员设计了谐振器的几何形状，使其在MIR光谱范围内支持与连续态中的准束缚态相关的光学模式。

研究人员用方位极化的、紧聚焦的光束激发了共振模式，并评估了微扰和非微扰非线性对谐波产生过程的贡献。

该研究的结果为在固态系统中将光源微型化到亚波长尺度开辟了一条道路。这样的光源可以用来帮助创建一代新型显微镜，能够以更高的细节产生图像。

“想要生成一个极小、纳米级别物体的高放大图像的科学家不能使用常规的光学显微镜，”ANU的研究员Anastasiia Zalogina说。“相反，他们必须依赖超分辨率显微技术或使用电子显微镜来研究这些微小的物体。但是这样的技术很慢，而且技术非常昂贵，通常花费超过100万美元。”Zalogina说，电子显微镜也可能损坏某些样品。

高频光源使得可以观察到用常规显微镜无法可视化的物体。能够可视化纳米级别的物体，如单个病毒，可能会提升对一些疾病及其治疗方法的科学理解。

“常规显微镜只能研究大于约十亿分之一米的物体。然而，在包括医学领域在内的一系列行业中，有越来越多的需求能够分析小到十亿分之一米的物体，”Zalogina说。“我们的技术可以帮助满足这种需求。”

研究人员在高阶光学谐波领域的工作也可以提高半导体行业的质量控制，其中1%的产量增加估计可以节省约20亿美元。

“计算机芯片由非常小的元件组成，其特征尺寸几乎与十亿分之一米相当，”Kruk说。“在芯片生产过程中，如果制造商能够使用极紫外光的微小光源来实时监测这一过程，并及早诊断任何问题，那将是有益的。这样，制造商就可以节省在不良芯片批次上的资源和时间，从而提高芯片制造的产量。”返回搜狐，查看更多

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