توسعه فناوری رشد نانوذرات با امکان کنترل شکل

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، فیزیکدانان دانشگاه فدرال اورال با همکاری چند مرکز تحقیقاتی، فناوری برای رشد نانوذرات غیر کروی با استفاده از کاشت یونی ارائه کردند. با این فناوری می‌توان نانوذرات با اشکال مختلف را رشد داد و در نتیجه خواص لازم را به دست آورد و آن‌ها را کنترل کرد. دانشمندان اطمینان می‌دهند که این فناوری برای فلزات مختلف، هم فلزات نجیب مانند طلا، نقره، پلاتین و هم فلزات معمولی قابل استفاده است.

آرسنی کریاکوف از محققان این پروژه می‌گوید: «با تغییر شکل نانوذرات از کروی به غیر کروی، توانستیم دامنه جذب نوری را افزایش دهیم. این به نوبه خود مبنایی برای تبدیل بیشتر انرژی جذب شده به برق و گرما است. در نتیجه می‌توانیم حسگر‌های کاربردی‌تری داشته باشیم و دامنه حساسیت آن‌ها را افزایش دهیم. اگر چنین نانوذراتی در لیزر‌ها به کار رفته باشند، قدرت لیزر‌ها را افزایش می‌دهند. اگر در مورد حسگر‌ها صحبت کنیم، حساسیت آن‌ها افزایش می‌یابد. در مورد حسگرها، زمان پاسخگویی آن‌ها نیز تغییر خواهد کرد. دلیل این ویژگی‌ها تشدید پلاسمون است که منجر به این واقعیت می‌شود که در اطراف نانوذرات یک میدان الکتریکی تقویت‌شده وجود دارد.»

آناتولی زاتسپین می‌گوید: «این ماده جدید متشکل از نانوذرات پلاسمونیک غیر کروی در ماتریسی از سرامیک‌های مقاوم در برابر تشعشع شفاف نوری است. با توجه به مورفولوژی کنترل شده نانوذرات پلاسمونیک، این ماده جدید ساخته شده ویژگی‌های طیفی بهبود یافته نشان می‌دهد و راندمان تبدیل انرژی فوتون‌های جذب شده در آن افزایش یافته است. ما دریافتیم که خواص فیزیکی منحصر به فرد ماده به دست آمده با یک پدیده خاص – اثر تشدید پلاسمون سطحی – آشکار می‌شود. از موادی با این اثر می‌توان برای لیزر‌های نسل جدید، دستگاه‌های تحلیلی با دقت بالا، سیستم‌های ناوبری فضاپیما، رایانه‌های کوانتومی و ... استفاده کرد.»

علاوه بر این، دانشمندانی از ازبکستان، بخشی از این گروه تحقیقاتی، مدلی جهانی برای توصیف این فرآیند ارائه کرده‌اند. به گفته فیزیکدانان، این مدل برای توصیف و درک آنچه برای نانوذرات در مواد مختلف اتفاق می‌افتد مهم است و اولین مدلی است که رشد نانوذرات غیرکروی را توصیف می‌کند. مدل‌های قبلی شکل غیرعادی ذرات را در نظر نمی‌گیرند.

فیزیکدانان قصد دارند درک خود را از ماهیت و قوانین پدیده‌های فیزیکی که در ماده تحت تأثیر انرژی خارجی رخ می‌دهند گسترش دهند، که به نوبه خود اطلاعاتی در مورد احتمالات جدید برای کاربرد عملکردی این نوع مواد ارائه می‌دهد.

این ماده جدید تحت برنامه اولویت ۲۰۳۰ در آزمایشگاه تحقیقاتی MetaLab دانشگاه فدرال فن‌آوری‌ها و فرامواد هیبریدی دانشگاه فدرال اورال در حال تحقیق است. این کار در چارچوب پروژه “توسعه فناوری‌های کورپوسکولار فوتون برای به دست آوردن و اصلاح متامواد برای پلاسمونیک‌ها، اسپینترونیک‌ها و نانوفتونیک‌ها” انجام می‌شود.