近期，美国的研究团队在掺硼金刚石材料中取得了一项突破性发现——等离激元效应。这一新特性有望为生物医学和量子光学设备带来革命性的提升，使其能够以传统技术无法实现的方式高效处理信息。相关研究论文已于13日正式发表在《自然·通讯》杂志上。

金刚石，这一自然界中最硬的物质，正在逐步成为大功率电子器件和下一代量子光学技术的核心材料。通过向金刚石中掺入硼等杂质，科学家成功地调整了金刚石的特性，使其导电性能接近金属，从而极大地拓展了其应用范围。

凯斯西储大学与伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究团队，在实验中观察到掺硼金刚石展现出独特的等离激元特性。当受到光照时，金刚石内部的电子会集体振荡，形成强烈的局部电场增强效果。这一特性对于开发先进的生物传感器、纳米光学组件以及提升太阳能电池和量子器件的性能具有重要意义。值得注意的是，尽管其他半导体或金属材料也具备类似性质，但它们通常不具备光学透明性，而掺硼金刚石则在这一方面表现出色。

等离激元现象是光与物质相互作用时，在纳米尺度上形成的特殊电磁波模式。这一现象在自然界和艺术作品中都有着广泛的应用，比如中世纪教堂彩色玻璃窗上的绚丽色彩，就是由嵌入玻璃内的金属纳米颗粒产生的等离激元效应所致。

金刚石是由碳原子组成的透明晶体结构，当向其中加入少量硼时，由于硼原子比碳原子少一个电子，可在材料内部形成周期性的电子“空穴”，进而增加材料的导电性。在此过程中，金刚石依然保持其透明特性，并呈现出独特的蓝色调。此外，掺硼金刚石还具备化学惰性和生物相容性，因此在医学成像、高灵敏度生物芯片和分子传感器等领域具有广阔的应用前景。

（文章来源：科技日报）