چاپ

نانوبلورهاي محلول‌محور در نوردهي آخرين نسل نمايشگرهاي داراي پنل مسطح کاربرد دارد؛ آنها همچنين در حوزه‌هاي ديگر مانند تشخيص و درمان‌هاي پزشکي نيز کارآمد هستند.

به تازگي محققان موفق به اثبات و تاييد اثرات اسپين در چنين نانوبلورهايي شده‌اند. تيم‌هاي تحقيقاتي در آينده قادر خواهند بود با استفاده از اين دستاورد، فرستنده‌هاي به صرفه‌تر و قدرتمندتر و همچنين تراشه‌هاي رايانه‌اي با ويژگي مصرف برق کمتر توليد کنند.

تيم دانشگاه هامبورگ با همکاري محمد مهدي رامين مويد، دانش‌آموخته دانشگاه خواجه نصير طوسي، بر روي توليد و تعيين ويژگي‌هاي نانوبلورهاي نيمه‌رساناي دوبعدي تمرکز دارند. ساختار اين سازه‌ها و همچنين ويژگي‌هاي نوري و الکتريکي آن‌ها قابل تنظيم است و اين امر آن‌ها را در توليد سلول‌هاي خورشيدي و مدارهاي رايانه‌اي کاربردي مي‌کند.

در مقايسه با ابزاري که مبتني بر حرکت الکترون هستند، اجزاي اسپينترونيک مبتني بر جهت اسپين الکترون‌ها عمل مي‌کنند. زماني که نور از داخل اين عناصر نوري عبور مي‌کند، مي‌تواند به صورت دوراني پلاريزه شود بدين معنا که نور نيروي گشتاور دريافت مي‌کند.

با تاباندن نور پلاريزه دوراني (circular-polarized light) بر روي نانوبلورهاي محلول محور ، امکان آرايش بارهاي الکتريکي با توجه به گشتاور (اسپين) آنها در مواد نيمه‌رسانا و تبديل‌شان به جريان الکتريکي بدون اعمال ولتاژ وجود دارد. بررسي جريان برق توليد شده اطلاعاتي درباره ويژگي‌هاي وابسته به اسپين بلور ارائه مي‌دهد.

مويد و همکارانش موفق به تاييد وجود اثر اسپين الکتروني در نانوسازه‌هاي سولفيد سرب دوبعدي شدند. اين دستاورد مهم است زيرا چنين اثري به دليل تقارن بالاي بلورين نانوبلورها در حالت عادي قابل مشاهده نيست و فقط با تاثير چنين ميدان الکتريکي موثري است که اين تقارن شکسته مي‌شود و مي‌توان جريان را اندازه‌ گرفت.

با تغيير دادن ضخامت لايه نانوبلور و همچنين ويژگي نور به کار رفته و شدت ميدان‌هاي الکتريکي، مي‌توان اين اثر را کنترل کرد. اين امر امکان سازگارشدن شرايط با کاربردهاي هدفمندي را مي‌دهد که به نوبه خود امکان دستکاري خارجي اسپين الکترون را ممکن مي‌سازند.

مشاهده آزمايشگاهي اين اثر با شبيه‌سازي‌هاي ساختار الکترونيکي مواد در دانشگاه هامبورگ انجام شد. يافته‌هاي مويد و همکارانش ارزشمند است زيرا آن‌ها براي نخستين بار نشان دادند رخداد اثرات اساسي انتقال اسپين الکتروني در نانومواد توليدشده به صورت شيميايي امکان‌پذير است.

اين دستاورد در ارتقاي دانش محققان درباره ويژگي‌هاي اپتوالکترونيک نانوساختارهاي محلول‌محور به عنوان اساسي براي بررسي بيشتر سيستم‌هاي دوبعدي کارآمد و کارکرد آن‌ها در حوزه انرژي‌هاي تجديدپذير، فناوري اطلاعات و کاتاليزگر موثر است.

نانوفناوري، حوزه‌اي کليدي در قرن بيست و يکم به شمار مي‌آيد چون مواد با ابعاد چند نانومتر (يک ميليونم ميلي‌متر) داراي ويژگي‌هاي نوري، مغناطيسي، الکتريکي و فتوالکتريکي هستند.

مي‌توان از اين خصوصيات در ساخت ديودهاي کارآمد منتشرکننده نور ، سلول‌هاي خورشيدي، حسگرهاي جديد، آشکارسازهاي نوري، فرستنده‌هاي انعطاف‌پذير و تراشه‌هاي رايانه‌اي مفيد و همچنين در حوزه‌هاي پزشکي و زيستي بهره برد.

درک ويژگي‌هاي اپتوالکتريکي نانوسازه‌ها و کنترل دقيق اين ويژگي‌ها امکان کاربرد آن‌ها در ابزار الکترونيکي نيمه‌رساناي مورد کاربرد در سيستم‌هاي نوري و الکترومغناطيسي را مي‌دهد؛ اين امر به نوبه خود منجر به ساخت پردازشگرهاي صرفه‌جويي‌کننده در مصرف برق مي‌شود.

جزئيات اين دستاورد علمي در Nature Communications منتشر شد.