示意图如何将红外光变成紫外线激光器以研究钻石。
图片来源：Steven Burrows/Murnane和Kapteyn组
钻石是永远的，它们是女孩的最好朋友。它们也是一类称为Ultrawide-Bandgap半导体的材料之一。这些被视为下一代电子产品的关键组成部分，因为它们可以处理更高的电压，以较高的频率运行，并且比传统的硅设计更有效。但是，一个问题是，钻石中的电荷和热量如何被理解。现在，科学家已经开发了一种基于激光的显微镜，使他们能够以前所未有的规模进行研究。
并且类似的材料具有可见和红外线的质量。为了研究它们中颗粒的运动，需要一种更伟大的光形式：紫外线。该团队必须设计一种方法来构建桌面深紫外线激光器，以提供所需的能量和精度。它需要在材料表面上生成纳米级热模式，而不会改变材料本身。
为此，团队从近红外开始带有800纳米的光波长（就在我们视觉的边缘）。他们通过非线性晶体发光并改变了能量，使其达到较短和较短的波长，最终到达了深紫外线（200纳米）。该团队不得不经过一个试验过程，通过三个连续的晶体对齐光，以取得希望的结果。
科罗拉多大学博尔德大学的主要作者艾玛·尼尔森（Emma Nelson）在一家陈述。 “花了几年的时间才使实验在大流行期间起作用，但是一旦我们设置了设置，我们就可以在桌面上以前从未实现的规模创建模式。”
该团队使用两个梁在材料表面上创建衍射光栅。波长是如此之小，以至于它给出了观测值所需的纳米级精度。他们确实能够测量热，电子和机械波如何通过金和钻石等材料移动，从而通过计算机模拟来验证观测值。
尼尔森补充说：“看到实验工作并与我们创建的模型保持一致，这是一个缓解和令人兴奋的里程碑。”
该小组发现，在纳米级，热运输不是平稳的连续流，而是弹道行为或具有一些流体动力效应。这意味着它可以直线移动而不会像流过通道一样散射或扩散。
该团队现在正计划进一步改善激光显微镜，并研究更多在下一代电子中可能具有的材料。
该研究发表在应用物理审查。
