用钻石构建世界上最小的收音机，核心部件只有2个原子大

如果你是一位无线电爱好者，那么你应该对用锌铁矿、硫铅矿、黄铁矿等具有半导体特性的矿石制造的矿石收音机并不陌生。不过，今天科学家已经制造出了更加高大上的钻石收音机。

哈佛大学约翰·A·鲍尔森工程和应用科学学院（John A.Paulson School of Engineering and Applied Sciences）塔提赛·林电子工程教授马克·罗卡（Marko Loncar）领导的研究团队近日制成了世界上最小的收音机，其核心部件只有2个原子大。

该收音机既不会被生物体排斥，又能耐受极端环境。因此，它可以被植入人类的心脏，也可以被送上高温高压的金星表面。罗卡教授和他的研究生邵林波（音译，Linbo Shao）已将相关论文发表于《应用物理评论》上。

钻石收音机利用了钻石中的名为＂氮原子-晶格空位＂中心（NV）的特殊缺陷：研究小组用1个氮原子替换钻石晶体中的1个碳原子，并移除这个氮原子旁边的另1个碳原子。这样，就形成了1个空位挨着1个氮原子的结构。

这样的NV中心可以发射单光子，也可以探测到极其微弱的电磁波。此外，NV中心还有受激发光特性，可以把信息转化成光信号，因此可以成为量子计算、光电和传感领域的有力工具。

收音机有5个基本部件：电源、天线、下变频器（把微波波段的信号降低到人耳可听到的低频）、喇叭和调谐器（决定收听哪个波段的信号）。

钻石收音机中，NV中心的电子被绿色激光（电源）激励，被激励后的电子对电磁场（比如，广播信号）非常敏感。当NV中心收到电磁波后，它发射时变的红光，红光传递了电磁波携带的信息。光电二极管把红光转化为电流，电流驱动喇叭发出声音。

这个收音机如何选台呢？在钻石收音机附近施加一个强电磁场，这个电磁场决定钻石收音机的NV中心对哪个频率敏感。单个NV中心一次只能发射一个光子，因此，邵和罗卡使用了几十亿个NV中心来发射的红光信号，以便让收音机发声。

钻石是物理和化学特定非常稳定的物质，因此钻石收音机可以在极端条件下工作——实验中，钻石收音机在350摄氏度的高温下还能正常放歌。罗卡教授表示，钻石收音机的稳定特性将使得它在太空，极端环境和植入人体的医疗设备中大放异彩。

编辑：离子心

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