روشی برای کنترل نشر نور از نانومواد لایه ای ارائه شد - مجله یک کامپیوتر

به گزارش گروه فناوری خبرنگاران، کنترل ویژگی های مواد، نیروی محرکه بسیاری از تحقیقات فناورانه از صفحات خورشیدی، کامپیوترها، وسایل نقلیه هوشمند گرفته تا تجهیزات بیمارستانی بوده است. اما ویژگی های مواد به طور سنتی براساس ترکیب، ساختار و گاهی اندازه آن ها تنظیم می گردد و بیشتر دستگاه های عملی که نور فراوری می نمایند از لایه هایی از مواد با ترکیبات مختلف استفاده می نمایند که رشد آن ها اغلب سخت است.

دستیابی به موفقیت محققان در این پروژه، رویکرد جدیدی برای تغییر پارادایم ارائه می دهد. محققان به دنبال استفاده از تغییر زاویه پیچش بین فیلم هایی که در دمای اتاق روی هم قرار گرفته اند، هستند تا ویژگی های نوری مربوط به مواد را تنظیم نمایند. یافته های آن ها می تواند تأثیر بسزایی در کاربرد های مختلف در زمینه اطلاعات پزشکی، زیست شناسی و کوانتوم داشته باشد.

این تیم تحقیقاتی نتایج یافته های خود را در قالب مقاله ای با عنوان ویژگی های نوری قابل تنظیم فیلم های نازک کنترل شده با زاویه پیچش سطح تماس در نشریه Nano Letters منتشر کردند.

پروفسور سیلویا گرادکاک از گروه علوم و مهندسی مواد در NUS و محقق اصلی این پروژه می گوید: بعضی پدیده های فیزیکی جدید مانند ابررسانایی غیرمتعارف، به تازگی با قرار دادن لایه های منفرد نازک روی یکدیگر با اندکی پیچش نسبت به هم، به دست آمده است که ما آن را ابرشبکه های مویر (moiré) می نامیم.

وی می افزاید: روش های موجود روی هم چیدن لایه های نازک و منفرد فیلم ها، بسیار سخت است، در حالی که روش ما برای فیلم های ضخیم نیز قابل استفاده است.

تحقیقات این گروه می تواند برای توسعه فیزیک بنیادی در زمینه توئیست ترونیک قابل استفاده باشد، حوزه ای که در آن روی تاثیر زاویه بین لایه های مواد دو بعدی بر ویژگی های الکتریکی مواد مطالعه می گردد. پروفسور گرادکاک می گوید این رشته تا به امروز روی چیدن تک لایه های منفرد متمرکز شده است که به لایه برداری دقیق احتیاج دارد و گاهی پیچ خوردن لایه ها مشکل آفرین است؛ بنابراین، کاربرد های عملی آن بسیار محدود است. کشف این تیم می تواند پدیده پیچ و تاب را در فیلم های ضخیم نیز اعمال کند، که دستکاری این لایه ها را آسان می نماید.

هائه یون لی از محققان MIT می گوید: آزمایش های ما نشان داد که همان پدیده هایی که منجر به تشکیل ابر شبکه های مویری در سیستم های دوبعدی می گردد را می توان برای تنظیم خواص نوری نیترید بور شش ضلعی سه بعدی (hBN) حتی در دمای اتاق استفاده کرد. ما دریافتیم که هم شدت و هم رنگ فیلم های hBN انباشته و ضخیم را می توان به طور مداوم با زاویه پیچش نسبی آن ها تنظیم کرد و شدت آن را بیش از 40 برابر افزایش داد.

نتایج این تحقیق راهی جدید برای کنترل ویژگی های نوری فیلم های نازک فراتر از ساختار های متداول به ویژه برای کاربرد های پزشکی، محیط زیست یا فناوری های اطلاعاتی فراهم می نماید.

بانیما: قدرت گرفته از سیستم مدیریت محتوای بانیما