ساخت سريع‌ترين منبع نشر نور

اين کشف توسط آزمايشگاه فيزيک d'Etude des Matéiaux انجام شده است که در آن از نانوصفحات به‌ عنوان ماده جديد جهت ساخت ديودهاي قابل تنظيم نشر نور، ليزرهاي حد کوتاه و پيل‌هاي خورشيدي فتوولتائيک استفاده مي‌شود.

کد خبر: ۲۲۱۰۷۶

تاریخ: ۳۰ دی ۱۳۹۰ - ۰۹:۴۰

محققان موفق شدند با استفاده از نانوصفحاتي از جنس نيمه‌هادي‌ها، منبع جديدي براي تابش ليزر بسازند كه سريع‌ترين نشر ليزري جهان را دارند.

به گزارش ايسنا،‌ پيشرفت‌هاي قابل توجهي در حوزه استفاده از ساختارهاي کلوئيدي به‌ عنوان منبع نشر نور انجام شده است و اين احتمال وجود دارد که به ‌زودي يکي از سريع‌ترين نشرهاي ليزري با استفاده از نانوصفحات کلوئيدي توسط دانشمندان ارائه شود.

اين نانوصفحات از دو دامنه ويژه تشکيل شده‌اند؛ اولي نانوبلورهايي هستند که مي‌توانند به ‌صورت کنترل شده جذب و نشر نور داشته باشند، دومي چاه‌هاي کوانتومي با تاخير زماني برانگيختگي است.

نانوصفحات، دسته جديدي از مواد نوري هستند که از نظر فيزيکي کاملا صاف بوده و از لايه‌هاي CdSe، CdS و CdTe تشکيل مي‌شود، ضخامت اين مواد بين 4 تا 11 تک لايه است. اين مواد داراي خواص الکتريکي چاه‌هاي کوانتومي هستند، به ‌طوري که جذب و نشر نور کاملا به ضخامت نمونه وابسته است و مي‌توان با تغيير ضخامت، خواص الکتريکي و نوري آنها را کنترل کرد. از آن جايي که حاملين بار در اين ساختار بسيار محدود هستند و همچنين ضخامت بسيار کم (1.5 نانومتر) اين مواد نيمه‌هادي موجب شده تا باند گپ در آنها در محدوده 1.4 الکترون ولت قابل تنظيم باشد.

از آن جايي که ضريب دي‌الکتريک محيط اين ساختارها بسيار کم است بنابراين برهمکنش کلومبي الکترون-حفره بسيار قدرتمند خواهد بود. نکته جالب اين است که چنين ويژگي، نه در نانوبلورهاي کروي کلوئيدي وجود دارد و نه در چاه‌هاي کوانتومي اپيتاکسيال. اين پديده موجب مي‌شود شعاع اگزايتون‌ها کاهش يافته و زمان تاخير تابش نيز کم شود. علاوه براين، شکل نانوصفحه‌ها روي قدرت جفت شدن اگزايتون با فوتون جفت شده تاثير مي‌گذارد، دليل اين امر آن است که مولفه مماسي ميدان الکتريکي فوتون هنگام عبور از ميان سطح صاف، تغيير نمي‌کند. اين مساله زمان تاخير فلورسانس را نيز در اين ساختارها کاهش مي‌دهد.

حالت‌هاي پايه اگزايتون در نانوصفحه‌هاي دو بعدي مي‌تواند يک انتقال قدرت نوسانگر بزرگ داشته باشد. اين انتقال يک پديده مکانيک کوانتومي است که مي‌توان از آن به ‌عنوان برانگيختگي متمرکز حجم ياد کرد که از حجم خود اگزايتون بزرگتر است. اين پديده 50 سال قبل پيش بيني شده بود.

نتايج کامل اين تحقيق در نشريه «journal Nature Materials» به چاپ رسيده است.