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日前,，清華大學(xué)電子工程系鮑捷研究小組首次利用量子點(diǎn)納米材料陣列,，成功研制出高性能微型“量子點(diǎn)光譜儀”,。7月2日出版的《自然》雜志刊登了這項(xiàng)研究成果。該研究不僅革新了光譜儀的制作原理,，還拓展了光譜儀的應(yīng)用前景,，成果有望貫通創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈。
光譜儀能抓取物質(zhì)光信息和分析檢測(cè)物質(zhì)中的元素，在科研,、食藥和醫(yī)學(xué)檢測(cè)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。鮑捷說(shuō),，目前大多數(shù)微型光譜儀仍利用光的干涉原理,，用光柵將復(fù)雜的光分解為光譜線。但這限制了光譜儀的效率,、分辨率和光譜范圍,。2012年起，鮑捷開(kāi)始在美國(guó)麻省理工學(xué)院教授Moungi G.Bawendi研究組中嘗試研發(fā)基于量子點(diǎn)的新型光譜儀,。
量子點(diǎn)又稱為“納米晶”,，粒徑一般介于1到10納米之間,。由于其發(fā)射光譜可通過(guò)改變量子點(diǎn)的尺寸來(lái)控制,，通過(guò)改變量子點(diǎn)的尺寸和化學(xué)組成可以使其發(fā)射光譜覆蓋整個(gè)可見(jiàn)光區(qū),�,；谶@一特點(diǎn)，鮑捷用量子點(diǎn)替代光柵作為新光譜儀的光譜分析器件,，并利用195種膠體量子點(diǎn)納米材料和一個(gè)普通數(shù)碼相機(jī)所用的圖像傳感器制成了新型微型光譜儀,，能夠檢測(cè)小到1納米的光譜位移。
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量子點(diǎn)光譜儀設(shè)備正在打印濾光片（示意圖）
此外,，鮑捷介紹，基于波長(zhǎng)復(fù)用原理的膠體量子點(diǎn)光譜儀不再單獨(dú)測(cè)量不同波長(zhǎng)的光譜,，而是用量子點(diǎn)濾光器和檢測(cè)器同時(shí)測(cè)量多個(gè)光譜波段,，這也是國(guó)際上首次將膠體量子點(diǎn)納米材料用于制作微型光譜儀的報(bào)道。
在現(xiàn)有條件下,，這種微型光譜儀最小能達(dá)到約1立方毫米�,！爸踩胫悄苁謾C(jī)后,，通過(guò)攝像頭便可進(jìn)行食品藥品,、個(gè)人健康,、環(huán)境污染等檢測(cè)，使專業(yè)的化學(xué)檢測(cè)走向日常生活,�,！滨U捷說(shuō)，“它可以附于體表,，甚至可能植入人體內(nèi),，進(jìn)行各項(xiàng)健康指標(biāo)的檢測(cè)。 |
