به گزارش سیناپرس، نیترید گالیم (GaN) یک ماده پرکاربرد برای انتشار نور آبی، یکی از پیشرفته ترین نیمه هادی ها است که برای دیودهای ساطع کننده نور و کاربردهای الکترونیک نوری مفید است.
به گفته محققان، افزایش رزونانس نوری نیترید گالیم از محدوده طیفی مرئی به مادون قرمز، کاربردهای جدیدی را در بسیاری از فناوری‌های نوظهور ممکن می سازد.
به گفته محققان، نانوساختارهای نیترید گالیم را می توان برای محدود کردن و جذب نور مادون قرمز، ایجاد جاذب های مادون قرمز، ساطع کننده ها و تعدیل کننده های بسیار موثر برای تصویربرداری، سنجش، تولید انرژی و سایر کاربردها استفاده کرد.
انتشار و جذب نور مادون قرمز با نانوساختارهای نیترید گالیم برای اولین بار توسط دانشمندان مرکز تحقیقات علمی پیشرفته جواهر لعل نهرو هندوستان (JNCASR) نشان داده شده است. علیرغم این واقعیت که انتشار نور آبی از نیترید گالیم مدت هاست شناخته شده است و در LED ها به کار می رود، این اولین بار است که فعل و انفعالات نور مادون قرمز و ماده در نیترید گالیم مشاهده می شود.به گزارش سیناپرس، برای این نمایش، محققان از یک پدیده علمی به نام برانگیختگی های پلاریتون سطحی در نانوساختارهای نیترید گالیم استفاده کرده اند که منجر به برهمکنش های نور-ماده در محدوده طیفی مادون قرمز می شود.
پلاریتون‌های سطحی حالت‌های موج الکترومغناطیسی خاصی هستند که یک هادی و یک عایق مانند هوا در تماس هستند. آنها همچنین می توانند پلاریتون های پلاسمون را در نیترید گالیم با اصلاح مورفولوژی و شکل نانوساختارها القا کنند که برهمکنش نور را به بخش های بیشتری از طیف الکترومغناطیسی گسترش می دهد. این پلاریتون ها شبه ذرات با خواصی مشابه نور و ماده هستند.
دانشمندان از یک ابزار پیچیده رسوب گذاری مواد به نام اپیتاکسی پرتو مولکولی برای ایجاد این نانوساختارهای نیترید گالیم استفاده کردند. این دستگاه نانوساختارهای مواد باکیفیت را با ابعادی در حدود صد هزار برابر کوچکتر از عرض موی انسان با استفاده از خلاء فوق العاده بالا که معادل شرایط موجود در فضا است رشد می دهد.
توسعه الکترونیک مبتنی بر پلاریتون، که مزایای مختلفی نسبت به دستگاه های الکترونیکی سنتی دارد، با چنین مواد پیشرفته ای امکان پذیر شده است. کاربردهای فناوری پولاریتونیک عبارتند از: ساخت کامپیوترهای کوانتومی، مبدل های حرارتی، منابع نوری نسل بعدی، مبدل های انرژی خورشیدی و ایجاد ارتباط ایمن مبتنی بر نور با سرعت بالا (LiFi).
دکتر بیواس ساها (Bivas Saha) استادیار مرکز تحقیقات علمی پیشرفته جواهر لعل نهرو در این باره گفت: در ۲۵ سال گذشته، LED آبی با نیترید گالیم به طور قابل توجهی دنیای ما را تغییر داده است. در حالی که انتشار نور آبی از نیترید گالیم به خوبی درک شده است، استفاده از نیترید گالیم برای نور مادون قرمز به خوبی تثبیت نشده است. کار ما مسیر جدیدی را برای استفاده از نیترید گالیم در کاربردهای نانوفوتونی مادون قرمز نشان می دهد. نکته مهم این است که برانگیختگی های قطبی سطح فروسرخ که ما نشان داده ایم می تواند به بسیاری از نیمه رساناهای دیگر نیز ترجمه شود و این کار برای تولید آشکارسازهای مادون قرمز برای انرژی، امنیت، تصویربرداری و سایر کاربردها بسیار سودمند خواهد بود.
شرح کامل این پژوهش در آخرین شماره مجله تخصصی Nano Letters منتشر شده است.
مترجم: مهدی فلاحی پناه
No tags for this post.