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2024值得关注的十大前沿技术

2024-01-02 16:25:35 EDN分析师团队 阅读:
2024值得关注的十大前沿技术
EDN分析师团队在过去一年报道的各大前沿技术中,挑选出十项读者反馈最多的前沿技术。这十项技术涵盖了从脑机接口和微型器件到太阳光数据传输和固态电池等多个领域,本文将从行业背景、技术思路和未来应用三个层面探讨这些技术,并对其技术突破性、潜在应用领域和商业化可行性进行评分。
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关注四:阿秒激光,点燃人类窥探亚原子世界的火花

行业背景:皮秒级(10-12s或ps)脉冲激光可用于研究分子旋转动力学过程,揭示分子之间的相互作用和反应机制;飞秒级(10-15s或fs)脉冲激光的应用则更为广泛,可用于研究原子尺度的震动和电子在材料中的行为;而到了阿秒级(10-18s或as),我们就可以窥探亚原子的世界,研究电子的运动,也就是电子动力学的领域。qMlednc

2023年的诺贝尔物理学奖表彰了3位在阿秒激光研究方面做出杰出贡献的科学家。qMlednc

技术思路:最常用的钛宝石飞秒激光的波长是800nm,光波振荡的周期为2.67fs,对应的光子能量是1.55eV,这距离阿秒光脉冲还非常的遥远。qMlednc

但科学家发现当用飞秒激光轰击惰性气体,通过激光的电离—加速—离子复合的三步过程(图6),所产生的高次谐波光脉冲就能达到亚飞秒或者说阿秒时间尺度。qMlednc

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图6:阿秒激光实验示例。(图片来源:瑞典皇家科学院)qMlednc

未来应用:利用阿秒激光人类可以去跟踪化学反应中的电子,去了解甚至操控反应的进程,也可以仔细观察光电池和纳米结构中的电子,寻找更高效的太阳能电池和更结实的纳米纤维,还可以用阿秒激光度量超导体中的电子对,去寻找揭开超导秘密的钥匙……阿秒激光不仅可以帮助人类更深入地了解微观世界,也将为人类未来的科技和工业提供全新的可能。qMlednc

技术突破性: ★★★★★qMlednc

潜在应用领域:★★☆☆☆qMlednc

商业化可行性:★☆☆☆☆qMlednc

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