在纳米尺度“写字”：一种更稳定、更温和的光镊操控新策略

一维纳米结构（如纳米线）是纳机电系统（NEMS）、量子光子器件和生物界面中的关键构件，广泛应用于：

• 单光子源、量子器件

• 神经/细胞探针

• 超灵敏传感器

但一个长期存在的难题是：如何在“纳米精度”和“可编程、大规模制造”之间取得平衡？

传统光镊虽然具备非接触、高精度优势，但面对高长径比纳米线时常常失效：

• 形状细长→光散射力大，容易逃逸

• 传统光镊→需要高功率，易产生热损伤

• 电操控/表面方法→易粘附、难以三维操控、操控稳定性不足

??  “能抓住”≠“抓得稳、抓得准、还能规模化”

研究团队提出了一种新的Optical Electro-aligning Manipulation（OEM）方法，将：

• 交流电场（AC electric field）

• 全息光镊（Holographic Optical Tweezers）

进行协同耦合，形成一个多物理场联合操控平台。

?电场做什么？

·交流电场对纳米线产生取向转矩

·让原本随机转动的纳米线自动对齐方向

·把“随机问题”变成“确定性问题”

??光镊做什么？

·在纳米线已经“摆正”的前提下

·用更低功率，实现稳定捕获与高速移动

??先对齐，再操控，是稳定性的关键。

在Ag、TiO?、GaAs、InAs等多种纳米线上，OEM方法相较传统光镊表现出一致优势：

捕获成功率↑38%

? 所需激光功率↓50%

最大操控速度↑39%

??这意味着：更稳、更快，还更“温柔”。

在此基础上，研究团队展示了一种全新的应用场景——Nano-calligraphy（纳米书法），实现无光刻的精密图形构建。

• 单根纳米线写出“BIT”字样

• 绘制复杂图形（如中国龙）

• 最多7根纳米线并行操控，同步作画

??图形分辨率达到亚微米级，全过程可编程、可重复。

??这是一种真正的自下而上、无光刻纳米制造方式。