近日，美國羅切斯特大學(xué)的研究人員首次在自由空間內(nèi)的懸浮納米金剛石上測量到光致發(fā)光所發(fā)射出的光束；該實(shí)驗(yàn)利用激光將納米金剛石固置在空中，然后用另外一束激光照射金剛石，使之以定頻形式發(fā)光。研究成果發(fā)表在Optics Letters上。         光學(xué)教授Nick Vamivakas領(lǐng)導(dǎo)了此次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。他說，激光勢阱技術(shù)可以使100納米大?。ㄏ喈?dāng)于一根頭發(fā)絲直徑的千分之一）的金剛石顆粒懸浮在自由空間中。現(xiàn)在，他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功將納米金剛石懸浮并測量出來自金剛石缺陷的光致發(fā)光；鑒于此技術(shù)，研究者下一步或?qū)⒃诹孔有畔⒑土孔佑?jì)算領(lǐng)域開辟新的技術(shù)應(yīng)用。光學(xué)機(jī)械諧振器就是該技術(shù)一個(gè)顯著的應(yīng)用。

        Vamivakas解釋道，光學(xué)機(jī)械諧振器是一種振動(dòng)系統(tǒng)可以被光控制的結(jié)構(gòu)，在Nick Vamivakas主持的試驗(yàn)中，振動(dòng)系統(tǒng)就是被懸浮的納米金剛石。“我們目前仍在探索該試驗(yàn)的具體細(xì)節(jié)，但理論上我們是有信心將信息編譯至金剛石振動(dòng)系統(tǒng)中，然后通過金剛石發(fā)光讀取出來”。

        這種納米結(jié)構(gòu)的光學(xué)機(jī)械諧振器可用于高敏感力傳感器，用來測量微芯片裝置中的金屬板和鏡像的微小位移，并幫助人們從納米概念上來理解摩擦力。

        納米金剛石懸浮技術(shù)要比傳統(tǒng)的光學(xué)機(jī)械振蕩器優(yōu)越許多，因?yàn)檫@種技術(shù)不依附任何大的器件結(jié)構(gòu)，從而更容易散熱；而且敏感不穩(wěn)定的量子相干在這種系統(tǒng)下會(huì)更持久，相關(guān)的實(shí)驗(yàn)效果也會(huì)更好。

        納米金剛石發(fā)射出的光來自光致發(fā)光效應(yīng)，金剛石內(nèi)部缺陷吸收了激光發(fā)射的光子（該激光為照射金剛石的激光，而非使金剛石懸浮的激光），從而激活了整個(gè)納米金剛石懸浮系統(tǒng)并改變了自旋狀態(tài)；系統(tǒng)變得松散并開始發(fā)射光子。這一過程也就是平時(shí)所說的光抽運(yùn)。

       系統(tǒng)中的金剛石缺陷，也即氮空位（NV），它是由于金剛石結(jié)構(gòu)中一個(gè)或多個(gè)碳原子被一個(gè)氮原子所替代而形成的。該系統(tǒng)的化學(xué)結(jié)構(gòu)中，不同能量的激光在氮位置上會(huì)更容易激活電子。之前的實(shí)驗(yàn)就已經(jīng)證明金剛石氮空位中心是很好的且較為穩(wěn)定的單光子來源，這也是研究者選擇納米金剛石作為懸浮對象的原因。（編譯自”Researchers optically levitate a glowing, nanoscale diamond”）