如果你是一位無(wú)線電愛(ài)好者，那么你應(yīng)該對(duì)用鋅鐵礦、硫鉛礦、黃鐵礦等具有半導(dǎo)體特性的礦石制造的礦石收音機(jī)并不陌生。不過(guò)，今天科學(xué)家已經(jīng)制造出了更加高大上的鉆石收音機(jī)。

哈佛大學(xué)約翰·A·鮑爾森工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院（John A.Paulson School of Engineering and Applied Sciences）塔提賽·林電子工程教授馬克·羅卡（Marko Loncar）領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)近日制成了世界上最小的收音機(jī)，其核心部件只有2個(gè)原子大。

該收音機(jī)既不會(huì)被生物體排斥，又能耐受極端環(huán)境。因此，它可以被植入人類的心臟，也可以被送上高溫高壓的金星表面。羅卡教授和他的研究生邵林波（音譯，Linbo Shao）已將相關(guān)論文發(fā)表于《應(yīng)用物理評(píng)論》上。

鉆石收音機(jī)利用了鉆石中的名為＂氮原子-晶格空位＂中心（NV）的特殊缺陷：研究小組用1個(gè)氮原子替換鉆石晶體中的1個(gè)碳原子，并移除這個(gè)氮原子旁邊的另1個(gè)碳原子。這樣，就形成了1個(gè)空位挨著1個(gè)氮原子的結(jié)構(gòu)。

這樣的NV中心可以發(fā)射單光子，也可以探測(cè)到極其微弱的電磁波。此外，NV中心還有受激發(fā)光特性，可以把信息轉(zhuǎn)化成光信號(hào)，因此可以成為量子計(jì)算、光電和傳感領(lǐng)域的有力工具。

收音機(jī)有5個(gè)基本部件：電源、天線、下變頻器（把微波波段的信號(hào)降低到人耳可聽(tīng)到的低頻）、喇叭和調(diào)諧器（決定收聽(tīng)哪個(gè)波段的信號(hào)）。

鉆石收音機(jī)中，NV中心的電子被綠色激光（電源）激勵(lì)，被激勵(lì)后的電子對(duì)電磁場(chǎng)（比如，廣播信號(hào)）非常敏感。當(dāng)NV中心收到電磁波后，它發(fā)射時(shí)變的紅光，紅光傳遞了電磁波攜帶的信息。光電二極管把紅光轉(zhuǎn)化為電流，電流驅(qū)動(dòng)喇叭發(fā)出聲音。

這個(gè)收音機(jī)如何選臺(tái)呢？在鉆石收音機(jī)附近施加一個(gè)強(qiáng)電磁場(chǎng)，這個(gè)電磁場(chǎng)決定鉆石收音機(jī)的NV中心對(duì)哪個(gè)頻率敏感。單個(gè)NV中心一次只能發(fā)射一個(gè)光子，因此，邵和羅卡使用了幾十億個(gè)NV中心來(lái)發(fā)射的紅光信號(hào)，以便讓收音機(jī)發(fā)聲。

鉆石是物理和化學(xué)特定非常穩(wěn)定的物質(zhì)，因此鉆石收音機(jī)可以在極端條件下工作——實(shí)驗(yàn)中，鉆石收音機(jī)在350攝氏度的高溫下還能正常放歌。羅卡教授表示，鉆石收音機(jī)的穩(wěn)定特性將使得它在太空，極端環(huán)境和植入人體的醫(yī)療設(shè)備中大放異彩。