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布朗大學的一組研究人員利用一種新的顯微鏡技術，利用藍光測量半導體和其他納米級材料中的電子，為研究這些關鍵部件開辟了一個新的可能性領域，這可以幫助為手機和筆記本電腦等設備供電。

　　這一發現是納米級成像領域的首次，為一個長期存在的問題提供了一種解決方法，該問題極大地限制了對各種材料中關鍵現象的研究，這些材料有朝一日可能會產生更節能的半導體和電子產品。這項工作發表在《光：科學與應用》上。

　　布朗大學工程學院教授Daniel Mittleman說：“現在人們對使用光學技術研究納米級分辨率的材料很感興趣。隨著波長的縮短，這變得更加難以實現。因此，到目前為止，還沒有人用藍光實現過。”

　　通常，當研究人員使用激光等光學器件研究納米級材料時，他們會使用發射紅光或紅外等長波長的光。研究人員在研究中看到的方法被稱為散射型掃描近場顯微鏡（s-SNOM）。它包括從直徑只有幾十納米的尖端散射光。尖端懸停在要成像的樣本材料上方。當用光學光照射該樣品時，光會發生散射，并且散射光的一部分留下關于尖端正下方的樣品的納米尺寸區域的信息。研究人員分析散射的輻射，以提取關于這一小體積材料的信息。

　　這項技術是許多技術進步的基礎，但在使用波長短得多的光（如藍光）時，它遇到了障礙。這意味著，自20世紀90年代該技術發明以來，使用藍光從已經研究得很好的半導體中獲得新的見解是遙不可及的，藍光更適合研究紅光無效的某些材料。

　　在這項新的研究中，來自布朗的研究人員介紹了他們是如何繞過這個障礙，用藍光代替紅光進行s-SNOM的首次實驗演示的。

　　在實驗中，研究人員使用藍光從硅樣品中獲得了無法使用紅光獲得的測量值。這些測量為使用較短波長在納米尺度上研究材料提供了有價值的概念證明。

　　Mittleman說：“我們能夠將這些新的測量結果與人們期望從硅中看到的結果進行比較，結果非常吻合。這證實了我們的測量是有效的，并且我們了解如何解釋結果。現在我們可以開始以前所未有的方式研究所有這些材料。”

　　為了進行實驗，研究人員必須發揮創造力。對于典型的技術，藍光很難使用，因為它的波長很短，這意味著聚焦在金屬尖端附近的正確位置更具挑戰性。如果沒有對齊，測量將無法進行。對于紅光，這種聚焦條件更加寬松，更容易對準光學元件以有效提取散射光。

　　考慮到這些挑戰，研究人員不僅使用藍光照亮樣品，使光發生散射，而且還從樣品中產生一陣太赫茲輻射。輻射攜帶有關樣品電氣特性的重要信息。雖然該解決方案增加了一個額外的步驟并增加了科學家必須分析的數據量，但它消除了他們如何精確地將尖端對準樣品的需要。這里的關鍵是因為太赫茲輻射的波長更長，所以更容易對齊。

　　研究人員很高興看到接下來會出現什么新信息和該方法導致的發現，從而更好地了解用于生產藍色LED技術的半導體。Mittleman目前正在制定使用藍光分析研究人員以前無法分析的材料的計劃。