مهندسی نانوذرات برای کاربرد در نمایشگرها و حسگرها
لینک وبسایت: روش جدید محققان آمریکایی می تواند با مهندسی نانوذرات، آنها را به گزینه های مناسبی جهت استفاده در نمایشگرها و حسگرها تبدیل کند.
به گزارش لینک وبسایت به نقل از ایسنا، محققان «دانشگاه کرنل»(Cornell University) روشی را برای تبدیل ذرات نیمه رسانا به مواد «دست سان» یا «کایرال»(Chiral) ابداع نموده اند که ساختارهای پیچیده ای را با کنترل قطبش نور تولید می کنند. این مواد می توانند کاربردهای بالقوه ای را در نمایشگرها، حسگرها و دستگاه های ارتباطی نوری داشته باشند که بر کنترل قطبش نور متکی هستند.
به نقل از آزو نانو، مواد کایرال با توانایی خود در چرخش نور قطبش شده متمایز می شوند. یک روش برای دستیابی به این اثر، «جفت اکسیتون»(Exciton Coupling) است که در آن نور نانومواد را تحریک می کند و اکسیتون هایی را با قابلیت تعامل و تبادل انرژی تشکیل می دهد. بطور سنتی، مواد کایرال همراه با اکسیتون مبتنی بر مولکول های آلی کربن هستند. کنترل دقیق تعامل نانومواد، ایجاد چنین موادی را با بهره گیری از نیمه رساناهای معدنی که پایداری بیشتر و خاصیت های نوری قابل تنظیم ارائه می دهند، چالش برانگیز کرده است.
«ریچارد رابینسون»(Richard Robinson)، دانشیار علوم و مهندسی مواد در دانشگاه کرنل و همکارانش برای مقابله با این چالش از نانوذراتی استفاده کردند که از ترکیبات نیمه رسانا مبتنی بر کادمیوم تشکیل شده اند و آنها را «خوشه هایی در اندازه جادویی» نامیدند.
بر خلاف نانوذرات معمولی که تغییرات مداوم را در اندازه نشان می دهند، خوشه های جادویی فقط در اندازه های مجزا و یکنواخت وجود دارند. پژوهش های پیشین گروه رابینسون نشان داده بودند که وقتی این نانوخوشه ها به لایه های نازک تبدیل می شوند، دورنگی دایره ای را به نمایش می گذارند که یک خاصیت کلیدی دست سانی است.
رابینسون اظهار داشت: دورنگی دایره ای به این معناست که مواد، نور قطبش شده دایره ای ساطع شده از جهت های چپ و راست را بطور متفاوت جذب می کنند. ما دریافتیم که با بررسی دقیق هندسه خشک شدن لایه می توانیم ساختار و دست سانی آنرا کنترل نماییم. ما این را فرصتی دیدیم تا خاصیت را که بطور معمول در مواد آلی یافت می شود، به دنیای ترکیبات معدنی بیاوریم.
محققان با بهره گیری از تبخیر هدایت شده، مجموعه هایی را از نانوخوشه خطی القا کردند تا در ساختارهای مارپیچ شکل بگیرند و مواد کایرال را در اندازه چندین میلی متر مربع تشکیل دهند. لایه های به دست آمده، قدرت تعامل نور و ماده را تقریباً دو برابر بیش از آن چه پیش تر برای مواد نیمه رسانای معدنی ثبت شده بود، نشان دادند.
«توماس اوگراس»(Thomas Ugras)، سرپرست این پژوهش اظهار داشت: من درباره ی تطبیق پذیری این تکنیک هیجان زده هستم که با ترکیبات موجود در نانوخوشه های مختلف کار می کند و به ما امکان می دهد تا لایه ها را طوری تنظیم نماییم که با نور تعامل داشته باشند.
یافته های این پژوهش، کاربردهای بالقوه ای را در نمایشگرهای سه بعدی هولوگرافیک، محاسبات کوانتومی در دمای اتاق، دستگاه های الکترونیکی کم مصرف و پایش غیر تهاجمی قند خون دارند. این پژوهش، اطلاعاتی را درباره ی ایجاد طبیعی ساختارهای کایرال مانند DNA ارائه می دهد که می توانند به پژوهش های آینده درباره ی سیستم های بیولوژیکی و نانوفناوری کمک کنند.
رابینسون اظهار داشت: ما می خواهیم بفهمیم که چگونه عواملی مانند اندازه خوشه، ترکیب، جهت گیری و مجاورت بر رفتار مواد کایرال تأثیر می گذارند. این یک علم پیچیده است، اما نشان دادن آن در سه سیستم متفاوت از مواد به ما می گوید چیزهای زیادی برای کاوش وجود دارد و روزنه های جدیدی را برای پژوهش و کاربرد این مواد باز می کند.
بگفته رابینسون، پژوهش های آینده بر گسترش این تکنیک به مواد دیگر مانند نقاط کوانتومی و نانوپلاکت ها و بهبود آن برای فرآیندهای تولید در مقیاس بزرگ با کمک لایه های نازکی از مواد نیمه رسانا متمرکز خواهند شد.
این پژوهش در مجله «Science» به چاپ رسید.
منبع: linkwebsite.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب