.:جویا برق:.

محققان موفق شدند با استفاده از نانوصفحاتی از جنس نیمه‌هادی‌ها، منبع جدیدی برای تابش لیزر بسازند که سریع‌ترین نشر لیزری جهان را دارند.

به گزارش ایسنا،‌ پیشرفت‌های قابل توجهی در حوزه استفاده از ساختارهای کلوئیدی به‌ عنوان منبع نشر نور انجام شده است و این احتمال وجود دارد که به ‌زودی یکی از سریع‌ترین نشرهای لیزری با استفاده از نانوصفحات کلوئیدی توسط دانشمندان ارائه شود.

این نانوصفحات از دو دامنه ویژه تشکیل شده‌اند؛ اولی نانوبلورهایی هستند که می‌توانند به ‌صورت کنترل شده جذب و نشر نور داشته باشند، دومی چاه‌های کوانتومی با تاخیر زمانی برانگیختگی است.

این کشف توسط آزمایشگاه فیزیک d'Etude des Matéiaux انجام شده است که در آن از نانوصفحات به‌ عنوان ماده جدید جهت ساخت دیودهای قابل تنظیم نشر نور، لیزرهای حد کوتاه و پیل‌های خورشیدی فتوولتائیک استفاده می‌شود.

نانوصفحات، دسته جدیدی از مواد نوری هستند که از نظر فیزیکی کاملا صاف بوده و از لایه‌های CdSe، CdS و CdTe تشکیل می‌شود، ضخامت این مواد بین 4 تا 11 تک لایه است. این مواد دارای خواص الکتریکی چاه‌های کوانتومی هستند، به ‌طوری که جذب و نشر نور کاملا به ضخامت نمونه وابسته است و می‌توان با تغییر ضخامت، خواص الکتریکی و نوری آنها را کنترل کرد. از آن جایی که حاملین بار در این ساختار بسیار محدود هستند و همچنین ضخامت بسیار کم (1.5 نانومتر) این مواد نیمه‌هادی موجب شده تا باند گپ در آنها در محدوده 1.4 الکترون ولت قابل تنظیم باشد.

از آن جایی که ضریب دی‌الکتریک محیط این ساختارها بسیار کم است بنابراین برهمکنش کلومبی الکترون-حفره بسیار قدرتمند خواهد بود. نکته جالب این است که چنین ویژگی، نه در نانوبلورهای کروی کلوئیدی وجود دارد و نه در چاه‌های کوانتومی اپیتاکسیال. این پدیده موجب می‌شود شعاع اگزایتون‌ها کاهش یافته و زمان تاخیر تابش نیز کم شود. علاوه براین، شکل نانوصفحه‌ها روی قدرت جفت شدن اگزایتون با فوتون جفت شده تاثیر می‌گذارد، دلیل این امر آن است که مولفه مماسی میدان الکتریکی فوتون هنگام عبور از میان سطح صاف، تغییر نمی‌کند. این مساله زمان تاخیر فلورسانس را نیز در این ساختارها کاهش می‌دهد.

حالت‌های پایه اگزایتون در نانوصفحه‌های دو بعدی می‌تواند یک انتقال قدرت نوسانگر بزرگ داشته باشد. این انتقال یک پدیده مکانیک کوانتومی است که می‌توان از آن به ‌عنوان برانگیختگی متمرکز حجم یاد کرد که از حجم خود اگزایتون بزرگتر است. این پدیده 50 سال قبل پیش بینی شده بود.

نتایج کامل این تحقیق در نشریه «journal Nature Materials» به چاپ رسیده است.