Riċentement, b'kumbinazzjoni, tim ta 'xjentisti mill-Istitut Federali Żvizzeru tat-Teknoloġija f'Lausanne, l-Isvizzera, u l-Istitut tat-Teknoloġija ta' Tokjo, il-Ġappun, użaw impulsi tal-lejżer ultraveloċi minn lasers femtosecond biex irradjaw atomi fil-ħġieġ tat-tellurit, u skoprew li jissemma sigriet tal-għaġeb .
Atomi tal-ħġieġ tellurite irradjati bil-laser femtosecond riorganizzati, li jippermettu lix-xjenzati jiskopru mod biex jibdlu l-ħġieġ tellurite f'materjali semikondutturi. Għaliex din l-iskoperta hija aqwa? Ir-raġuni ewlenija hija li meta materjali semikondutturi jkunu esposti għad-dawl tax-xemx, jiġġeneraw l-elettriku, li jfisser li fil-futur se jkun possibbli li t-twieqi fil-ħajja ta 'kuljum tan-nies jiġu trasformati f'apparat ta' ħsad tad-dawl u sensing b'materjal wieħed li bla dubju għandu potenzjal kbir.
It-tim sperimentali mill-Istitut Federali Żvizzeru tat-Teknoloġija f'Lausanne, l-Isvizzera, sab il-formazzjoni ta' fażijiet nanokristallini tat-tellurju semikondutturi fuq il-wiċċ tal-ħġieġ meta kienu qed jippruvaw jifhmu l-proċess ta 'awto-organizzazzjoni fil-ħġieġ, li xpruna l-idea tagħhom li jesploraw possibbli proprjetajiet fotokonduttivi u tagħmir għall-ħsad tal-enerġija ħafifa relatati magħhom, fost affarijiet oħra.
Ir-riċerkaturi għamlu l-iskoperta billi mmodifikaw il-ħġieġ bl-għajnuna ta 'ħġieġ tellurite prodott minn kollegi fl-Istitut tat-Teknoloġija ta' Tokyo u laser femtosecond u janalizzaw l-effetti.
It-trasformazzjoni tal-ħġieġ tat-tellurit f'kollettur trasparenti tal-enerġija tad-dawl
Wara inċiżjoni ta 'mudell sempliċi ta' linji fuq il-wiċċ ta 'ħġieġ tellurite b'dijametru ta' 1cm, dan wassal għall-iskoperta li l-ħġieġ kien kapaċi jiġġenera kurrenti elettriċi li damu għal xhur meta esposti għall-ispettri ultravjola u viżibbli.
Allura kif laser femtosecond jagħmel dan? Jibda bil-prinċipju ta ' l-ipproċessar tal-laser femtosecond.
L-ipproċessar bil-lejżer Femtosecond huwa teknoloġija avvanzata ta 'proċessar ibbażata fuq mekkaniżmu ta' assorbiment u jonizzazzjoni mhux lineari multi-foton. Meta polz tad-dawl femtosecond jiġi applikat fuq il-wiċċ ta 'materjal jew fuq ġewwa ta' materjal trasparenti, iż-żona ta 'azzjoni tal-polz tad-dawl hija estremament żgħira minħabba t-tul estremament qasir tal-polz tad-dawl (livell femtosecond), filwaqt li l- l-intensità tad-dawl hija estremament għolja. F'dan il-każ, l-enerġija tal-polz tal-lejżer m'għandhiex ħin biex tivvjaġġa madwar il-punt ta 'azzjoni, sabiex l-azzjoni jew l-ipproċessar tal-polz tad-dawl jintemm f'perjodu ta' żmien qasir ħafna.
Dan iż-żmien estremament qasir ta 'azzjoni jippermetti li l-enerġija tal-polz tal-lejżer tiġi assorbita mill-materjal prinċipalment permezz ta' proċess ta 'assorbiment mhux lineari, minflok l-assorbiment lineari konvenzjonali ta' enerġija foton. Minħabba l-assorbiment mhux lineari, l-enerġija tal-polz tal-lejżer mhix akkumulata mill-materjal fil-forma ta 'sħana u għalhekk is-sħana ġġenerata hija kważi negliġibbli.
Peress li ftit li xejn hija ġġenerata sħana, prattikament m'hemm l-ebda ħsara termali lill-materjal li qed jiġi pproċessat, li huwa vantaġġ kbir ta 'l-ipproċessar tal-laser femtosecond. Dan it-tip ta 'proċessar jevita l-effett tat-trasferiment tas-sħana, li jirriżulta fi preċiżjoni u riżultati ferm ogħla.
Huwa preċiżament minħabba li l-ipproċessar bil-lejżer femtosecond jikkawża fenomenu ta 'jonizzazzjoni lokalizzat attivat mill-proċess ta' assorbiment multiphoton, li huwa amplifikat aktar minn avvenimenti sussegwenti ta 'kaskata bħal valanga u/jew jonizzazzjoni ta' tunneling.
Fi kliem sempliċi, meta l-istruttura interna ta 'materjal tkun imfixkla u tkun fi stat, il-kundizzjonijiet inħolqu għal fażijiet ta' materjal rikombinanti li huma aktar stabbli meta mqabbla mal-kontropartijiet inizjalment sottostabili tagħhom (ħġieġ jew mhux tal-ħġieġ).
Fil-każ tal-ħġieġ tellurite, hekk kif l-istruttura tiegħu tinbidel mal-espożizzjoni għal laser femtosecond, iż-żrieragħ li jikkonsistu f'gruppi ta 'atomi ta' tellurju jiffurmaw u eventwalment jikbru f'nanokristalli ta 'tellurite hekk kif il-fażi tal-ħġieġ tkisser.
Inizjalment il-materjal ma jmexxix l-elettriku u ma jistax jiġbor fotoni, iżda ladarba jiġi trasformat b'lejżer femtosecond, l-imġieba lokali tiegħu hija kompletament differenti.
Dak li huwa wkoll aqwa huwa li dan ix-xogħol ma jeħtieġx varjetà ta 'materjali biex jiffabbrika, iżda sempliċement juża l-lejżer biex ibiddel lokalment il-materjal sabiex ir-reġjun mibdul iġib ruħu b'mod differenti mill-materjal oriġinali. L-ispiża baxxa u s-sempliċità tal-użu ta 'lejżer jagħmilha skalabbli għal kwalunkwe tip/daqs ta' sottostrat, sempliċement billi tiskennja r-raġġ tal-lejżer fuq il-wiċċ tal-materjal.
Għad hemm kwistjonijiet li jridu jinftiehmu, u għad hemm proċess li jrid jiġi segwit biex tittejjeb il-prestazzjoni tal-apparat u tieħu l-kunċett minn implimentazzjoni sperimentali għal industrijali.
Waħda mill-isfidi l-kbar hija kif jiġi żgurat li ż-żona mtejba li tassorbi d-dawl hija wkoll żona li hija inviżibbli għall-għajn, sabiex it-tieqa żżomm il-funzjonalità tagħha, filwaqt li tippermetti lin-nies jaraw b'mod ċar permezz tal-ħġieġ lejn barra u jżommu huwa estetikament pjaċir.
Madankollu, f'dan l-istadju xi applikazzjonijiet potenzjali tal-fotonika li jeħtieġu xogħol bħall-iskoperta u l-kwantifikazzjoni tal-preżenza tad-dawl f'tul ta 'mewġ jew firxiet spettrali speċifiċi setgħu jibbenefikaw minn dan.
