最近,杨宗银博士的研究成果扬名海内外,他的成果登上了美国权威学术期刊《Science》,发表论文《单根纳米线光谱仪》,他另辟蹊径,使用由半导体米线组成的微型光谱仪,其大小比人类头发千分之一还细,说它是世界上最小的光谱仪也毫不为过。这项成果由中国、英国、芬兰等科研工作者合作完成。
因为它拥有广阔的应用前景,如果将这个技术集成到手机上,只要用手机扫一扫就可以检测出食物的新鲜度,食品药品的成分,还能应用在艺术品鉴定上面。
说到这项技术的发明,还要追溯到八年前,当时杨宗银还在浙江大学读硕士,他和师兄谷付星一起发明了在单根纳米线上调控带隙的技术,得到的纳米线在荧光显微镜下观察起来就像一道彩虹,年,他突发奇想,想到了这种纳米线做光谱仪,之后,他一直惦记着这件事,期待读博的时候能将这个想法变成现实。从年到年,杨宗银一共做了个光谱仪器件,结果仍然不理想,顶着毕业的压力,他坚持了下来。年5月,杨宗银换了个结构进行尝试,结果出现了转机。
终于在年8月的一个晚上,他终于在实验室取得了他想要的那个信号。这一刻他百感交集。年1月,杨宗银正式毕业,同时拿到了博士后的offer,论文经过几个月的修改,投到了《Science》,文章得到了肯定,三位审稿人一致同意发表。坚持了八年,终于有了回报。
传统的光谱仪的工作原理仍然和17世纪的牛顿三棱镜分光实验原理相似,这种光谱仪由于体积庞大,已经无法满足日益发展的光谱应用技术的需求,如果减小光谱仪的分光元件或探测器的尺寸将导致光谱分辨率、灵敏度及动态范围显著下降,因此光谱仪的微型化是目前科技界面临的重大技术挑战。
杨宗银和合作团队另辟蹊径,用一种带隙渐变的特殊纳米线替代了传统光谱仪中的分光和探测元件,采用和制作电脑芯片类似的工艺在这种纳米线上加工出了光探测器阵列。他们利用各个探测器对不同颜色光具有不同响应的特性,通过逆问题的求解,从响应函数方程组中重构出所需要测量的光谱信息。
杨宗银的研究领域涉及一维和二维材料光电子学、纳米激光器以及纳米传感器等。目前已发表SCI期刊论文31篇,授权获中国专利8项。
这种新型的光谱仪价格非常低廉,器件的成本可以控制在50元以内,而市面上最便宜的光谱仪价格近万元人民币,这将极大地促进光谱技术的普及和应用,这种微型光谱仪与手机摄像系统有很好的兼容性,可以设计成紧凑式光谱仪模块,使手机具备光谱探测能力,为物联网技术提供一种新的技术方案。