用鑽石構建世界上最小的收音機，核心部件只有2個原子大

如果你是一位無線電愛好者，那麼你應該對用鋅鐵礦、硫鉛礦、黃鐵礦等具有半導體特性的礦石製造的礦石收音機並不陌生。不過，今天科學家已經製造出了更加高大上的鑽石收音機。

哈佛大學約翰·A·鮑爾森工程和應用科學學院（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）領導的研究團隊近日製成了世界上最小的收音機，其核心部件只有2個原子大。

該收音機既不會被生物體排斥，又能耐受極端環境。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）已將相關論文發表於《應用物理評論》上。

鑽石收音機利用了鑽石中的被稱為「氮晶格空位」的缺陷：研究小組用1個氮原子替換鑽石晶體中的1個碳原子，並移除這個氮原子旁邊的另1個碳原子。這樣，就形成了1個空穴挨著1個氮原子的結構。

氮晶格空位可以發射單光子，也可以探測到極其微弱的電磁波。此外，氮晶格空位還有受激發光特性，可以把信息轉化成光，因此可以成為量子計算、光電和感測領域的有力工具。

收音機有5個基本部件：電源、天線、下變頻器（把微波波段的信號降低到人耳可聽到的低頻）、喇叭和調諧器（決定收聽哪個波段的信號）。

鑽石收音機中，氮晶格空位里的電子在被綠色激光（電源）激勵後成為高能電子。高能電子對電磁場（比如，廣播信號）非常敏感。當氮晶格空位收到電磁波後，它發射時變的紅光，紅光傳遞了電磁波攜帶的信息。光電二極體把紅光轉化為電流，電流驅動喇叭發出聲音。

這個收音機如何選台呢？在鑽石收音機附近施加一個強電磁場，這個電磁場決定鑽石收音機的氮晶格空位對哪個頻率敏感。單個氮晶格空位一次只能發射一個光子，因此，邵和羅卡使用了幾十億個氮晶格空位來獲得足夠強的紅光信號，以便接收。

鑽石是物理和化學特定非常穩定的物質，因此鑽石收音機可以在極端條件下工作——實驗中，鑽石收音機在350攝氏度的高溫下還能正常放歌。羅卡教授表示，鑽石收音機的穩定特性將使得它在太空，極端環境和植入人體的醫療設備中大放異彩。