光是有名的“飞毛腿”。它的超快速度对于快速信息交换来说至关重要。然而，当光穿过材料时，它与原子、分子相互作用并激发后两者的几率就会变得非常小。因此，如果科学家能够让光子“踩下刹车”，就有可能促成一系列新应用。
《自然·纳米技术》杂志8月17日报道，美国斯坦福大学的科学家展示了一种显著降低光速的新方法。
该校材料科学与工程副教授Jennifer Dionne领导的团队，将超薄硅片构造成了纳米条状，然后以共振方式捕捉光线，最后对其进行释放或重定向。
这类高质量因子谐振器，有望带来操控和使用光线的新方法，并应用于量子计算、虚拟现实/增强现实，甚至SARS-CoV-2病毒检测上。（质量因子是描述共振行为的度量，它与光的寿命成正比。）
论文作者、博士后研究人员Mark Lawrence说：“本质上，我们希望将光线困在一个小盒子里面——当然，光线仍然能从多个方向进出。多面体盒子很容易捕捉光线，但如果盒面是透明的就另当别论了。很多硅基应用中存在类似问题。”
在操控光之前，科学家们需要制造出合适的谐振器，而这正是挑战所在。谐振器的核心部件是一层超薄硅，它既能有效捕获光线，又不会过多吸收红外光。工程师将硅放置在透明晶片（蓝宝石）之上，然后用电子显微镜“笔”蚀刻出纳米天线图案。图案必须尽可能平滑，否则将抑制材料捕获光线的能力。
Dionne说：“高质量因子共振需要非常光滑的侧壁。在微米级结构中，这很容易实现。但对于纳米结构而言，难度大大增加了。”
图案设计在高质量因子纳米结构的设计中起着关键作用。Lawrence说：“在电脑上，我可以轻易画出超级平滑的线条和任意形状的图案，但实际制造就是另一回事了。我们必须找到平衡点，让装置既能有良好的光线捕获性能，又不会给现有制造方法找麻烦。”
Dionne等对设计进行了优化，最终使质量因子达到2500，几乎高出历史值两个数量级。Dionne说：“质量因子达到较高水平，为诸多令人振奋的技术应用奠定了基础。”例如，在生物传感领域，单个生物分子体积很小，基本上是不可见的。但是，让光线成百上千次地穿过它，就能极大地增加探测散射效应的机会。
目前，Dionne实验室正致力于将这项技术应用于COVID-19抗原和抗体的检测。Dionne说：“新技术可以为医生们提供惯用的‘光学读数’。由于光子的强烈相互作用，我们得以有机会在极低浓度下检测一种病毒或多种抗体。”除病毒检测外，新技术还有望在自动驾驶汽车（激光雷达）和量子科学等领域崭露头角。
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