據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)報道，哈佛大學的工程師借助硅基微型環(huán)形共振器，將粒子持續(xù)囚禁其上達到數(shù)分鐘，這將為未來引導、傳送和存儲納米粒子及全光學芯片上的生物分子奠定基礎(chǔ)。相關(guān)研究報告發(fā)表在最近出版的《納米快報》雜志上。

　　微型環(huán)形共振器的半徑僅為5微米至10微米，由電子束和反應(yīng)離子蝕刻而成。在實驗中，兩個粒子被穩(wěn)固地囚禁于微型環(huán)之上，這一過程與流體運動原理頗為相似，但規(guī)模更小，且物理機制也不甚相同。

　　負責該研究的哈佛大學工程學及應(yīng)用科學學院的電子工程學副教授肯尼斯?克羅齊耶解釋說：“我們所證明的是‘共振腔’的囚禁能力，粒子將在引導下沿小型波導管運行至微型環(huán)形共振器上；一旦被置于微型環(huán)之上，光學作用力將阻止粒子逃脫，并使粒子持續(xù)均勻地環(huán)繞共振器進行運動?！?

　　當激光聚焦于波導管之中，光作用力可引發(fā)粒子沿波導管進行運動。而當粒子接近與波導管耦合的微型環(huán)時，其將在光作用力的牽引下由波導管轉(zhuǎn)移至微型環(huán)上，并環(huán)繞微型環(huán)進行運動，速度可達每秒鐘數(shù)百微米。

　　雖然使用二維的環(huán)形共振器捕獲粒子并非首次，但克羅齊耶及其同事針對這一技術(shù)提供了全新且全面的分析。值得一提的是，他們展示了硅基微型環(huán)對于光作用力的增強作用，其可比采用筆直的波導管增強5倍至8倍。

　　克羅齊耶表示，令人興奮的是，高速攝影機所記錄的粒子追蹤測量值揭示了巨大的橫向作用力可穩(wěn)固地捕獲粒子，并使其在軌道中的標準偏差降至50納米，這代表了在長距離范圍內(nèi)成功囚禁粒子的顯著突破。這一研究的最終目標是發(fā)展和展示芯片上的完全光學操作，為引導、儲存和傳送生物粒子和人造粒子提供可行的途徑。