ซินจู๋ ไต้หวัน--(BUSINESS WIRE)--22 กุมภาพันธ์ 2023

ทีมวิจัยที่ National Tsing Hua University (NTHU) ในไต้หวันได้จับภาพชั่วขณะหนึ่งในโลกนาโนด้วยการผลิตคลื่นอัลตราไวโอเลตที่รุนแรงในระดับอัตโตวินาที แหล่งกำเนิดแสงนี้เปรียบเสมือนกล้องนาโนที่ใช้จับภาพวัตถุขนาด 5 นาโนเมตรที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมาก เช่น อิเล็กตรอน เทคโนโลยีนี้คาดว่าจะพัฒนาการออกแบบทรานซิสเตอร์และชิปหน่วยความจำรุ่นต่อไปด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นอย่างมากสำหรับคอมพิวเตอร์และการสื่อสาร

สมาชิกของทีมวิจัย NTHU (ขวาไปซ้าย): Ming-Chang Chen, Po-Wei Lai, Ming-Shian Tsai, An-Yuan Liang และ Ming-Wei Lin (ภาพ: National Tsing Hua University)

นำโดยรองศาสตราจารย์ Ming-Chang Chen จากภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าและรองศาสตราจารย์ Ming-Wei Lin จากสถาบันวิศวกรรมนิวเคลียร์และวิทยาศาสตร์ เป็นครั้งแรกในโลกที่พัฒนาเทคโนโลยีการบีบอัดพัลส์ประสิทธิภาพสูงสำหรับการบีบอัดเลเซอร์เจืออิตเทอร์เบียมถึง 3,000 อัตโตวินาที เมื่อแหล่งกำเนิดแสงนี้ถูกโฟกัสไปที่ก๊าซเฉื่อย มันจะสร้างพัลส์รังสีอัลตราไวโอเลตมากด้วยระยะเวลาเพียง 290 อัตโตวินาที สิทธิบัตรสำหรับเทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมนี้ได้รับการนำไปใช้ในสหรัฐอเมริกา ยุโรป และไต้หวัน และงานวิจัยของทีมได้รับการตีพิมพ์โดยวารสาร Science Advances ชั้นนำ

อิเล็กตรอนมีขนาดเล็กมากและเคลื่อนที่ได้เร็ว ดังนั้นการถ่ายภาพจึงมีความท้าทายอย่างมาก Chen อธิบายว่ามันคล้ายกับการใช้ความเร็วชัตเตอร์สูงในการถ่ายภาพนกฮัมมิงเบิร์ดที่กำลังบินและปีกสั่นไหวอย่างชัดเจน ดังนั้น เนื่องจากอิเล็กตรอนเคลื่อนที่เร็วมาก การถ่ายภาพอิเล็กตรอนเหล่านั้นจึงต้องใช้กล้องที่มีความละเอียดสูงเพื่อจับภาพการเคลื่อนไหวที่เร็วมาก และต้องใช้ความละเอียดเชิงพื้นที่สูงเพื่อจับภาพวัตถุขนาดเล็กเหล่านี้

Chen ยังชี้ให้เห็นถึงความสำคัญของการพัฒนาแหล่งกำเนิดแสงที่มีความยาวคลื่นสั้นเพื่อปรับปรุงความละเอียดเชิงพื้นที่ในการวัด สำหรับแสงที่มองเห็น คลื่นขนาด 400 นาโนเมตรจะให้ความละเอียดเชิงพื้นที่ที่ประมาณ 400 นาโนเมตร ในทางตรงกันข้าม สามารถรับความละเอียดเชิงพื้นที่ได้ดีขึ้นมากถึง 10 นาโนเมตร โดยใช้แสงอัลตราไวโอเลตสูงขนาด 10 นาโนเมตรที่สร้างขึ้นในงานนี้ ในขณะเดียวกัน ด้วยระยะเวลา 290 อัตโตวินาที พัลส์ของเราทำให้ได้ความเร็วชัตเตอร์ที่เร็วเป็นพิเศษสำหรับการวัดค่า

ด้วยเป้าหมายที่จะทำให้ระยะเวลาของพัลส์ลดลงอย่างมาก ทีมงานจึงมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาเทคโนโลยี "การขยายสเปกตรัมและการบีบอัดพัลส์" โดยขั้นแรกให้กระตุ้นคลื่นแสงที่มีความถี่ต่างกันในอวกาศให้มากขึ้น จากนั้นจึงปรับตำแหน่งจุดสูงสุดของคลื่นใหม่เหล่านี้ให้ซ้อนทับกัน การทำขั้นตอนการขยายสเปกตรัมและการบีบอัดซ้ำ ๆ นี้สามารถลดระยะเวลาของพัลส์และเพิ่มจุดพีคของพัลส์ได้ ด้วยเทคโนโลยีนี้ ระยะเวลาของพัลส์สามารถบีบอัดได้ตั้งแต่ 160,000 อัตโตวินาที ถึง 290 อัตโตวินาที ด้วยอัตราส่วนการบีบอัดที่โดดเด่นที่ 550

Chen กล่าวว่า ความเร็วที่เร็วที่สุดของกล้องทั่วไปคือประมาณหนึ่งในพันของวินาที แต่เวลาชัตเตอร์สำหรับกล้องระดับอัตโตวินาทีนั้นเร็วกว่าถึงสิบล้านล้านเท่า ทำให้สามารถถ่ายภาพอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่เร็วได้ การใช้งานในอนาคตของเทคโนโลยีนี้มีส่วนประกอบระดับนาโนของเซมิคอนดักเตอร์และเซ็นเซอร์ที่มีความแม่นยำ ซึ่งต้องใช้แหล่งกำเนิดแสงในระดับอัตโตวินาทีเพื่อวิเคราะห์ไดนามิกของอุปกรณ์นาโน

สามารถรับชมภาพในรูปแบบมัลติมีเดียได้ที่: https://www.businesswire.com/news/home/53333239/en

เนื้อหาใจความในภาษาต้นฉบับของข่าวประชาสัมพันธ์ฉบับนี้เป็นฉบับที่เชื่อถือได้และเป็นทางการ การแปลต้นฉบับนี้จึงมีจุดประสงค์เพื่ออำนวยความสะดวกเท่านั้น และควรนำไปเทียบเคียงอ้างอิงกับเนื้อหาในภาษาต้นฉบับ ซึ่งเป็นฉบับเดียวที่มีผลทางกฎหมาย

ติดต่อ

Holly Hsueh NTHU
(886)3-5162006
hoyu@mx.nthu.edu.tw

แหล่งที่มา: National Tsing Hua University