[據(jù)物理學(xué)組織網(wǎng)站2020年1月8日報道]德國維爾茨堡大學(xué)開發(fā)出可生成定向紅外光的金制、電驅(qū)動“八木宇田天線”（Yagi-Uda antenna）納米光天線。“八木宇田”來源于兩名日本科學(xué)家八木秀次和宇田新太郞的名字，他們于上世紀20年代發(fā)明了此種類型的天線。

定向天線可將電信號轉(zhuǎn)換為無線電波，并沿特定方向發(fā)射，從而提高信息傳輸性能并減少干擾。使用光作為傳輸媒介的定向天線可在不同處理器內(nèi)核之間以極低的損耗和和極高的速度交換數(shù)據(jù)。為使天線能夠在可見光波長范圍工作，定向天線必須縮小到納米級。

“八木宇田天線”與無線電波天線的工作方式相同。對無線電波天線施加交流電壓，會引起金屬內(nèi)電子振動，從而使天線輻射出電磁波。對于“八木宇田天線”來說，電磁波并不是在所有方向上均勻產(chǎn)生，而是采用反射器和導(dǎo)向器選擇性地疊加輻射電磁波。導(dǎo)致單一方向上的相長干涉和其他方向上的相消干涉。因此，采用“八木宇田天線”作為接收器時，只能接收來自同一方向的光線。

將天線技術(shù)原理應(yīng)用于輻射光線的納米天線在技術(shù)上頗具挑戰(zhàn)性。之前，維爾茨堡大學(xué)已經(jīng)證明電驅(qū)動光天線的工作原理。但為了打造相對復(fù)雜的“八木宇田天線”，還必須有所創(chuàng)新。為此，研究人員采用了新的技術(shù)工藝，用鎵離子轟擊金，從而以更高的精準度，從高純度金晶體中，裁剪出具有反射器和導(dǎo)向器及必要連接線的天線形狀；然后，在有源器件中放置了一個金納米顆粒，使它接觸到有源器件的連接線，同時與另外一根連接線保持1納米的間距，利用“量子隧穿”傳輸電子，產(chǎn)生了具有光學(xué)頻率的振動，通過經(jīng)特殊排列的反射器和導(dǎo)向器使波動沿著特定方向傳播。全新光學(xué)天線的光輻射方向精度由天線器件的數(shù)量決定，器件數(shù)量越多精度越高。下一步研究人員將進一步提升器件的工作效率和穩(wěn)定性。（國家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心 劉彧寬 李鐵成）