مشاهده اثر اسپین الکترونی در نانو بلورهای محلول محور با همکاری محقق ایرانی

تیمی از دانشمندان با همکاری محمد مهدی رامین موید از دانشگاه هامبورگ موفق به مشاهده و تایید وجود اثرات اسپین الکترونی در نانوبلورهای محلول‌محور شدند.

به نقل از ساینس‌دیلی، نانوبلورهای محلول‌محور در نوردهی آخرین نسل نمایشگرهای دارای پنل مسطح کاربرد دارد؛ آنها همچنین در حوزه‌های دیگر مانند تشخیص و درمان‌های پزشکی نیز کارآمد هستند.

به تازگی محققان موفق به اثبات و تایید اثرات اسپین در چنین نانوبلورهایی شده‌اند. تیم‌های تحقیقاتی در آینده قادر خواهند بود با استفاده از این دستاورد، فرستنده‌های به صرفه‌تر و قدرتمندتر و همچنین تراشه‌های رایانه‌ای با ویژگی مصرف برق کمتر تولید کنند.

تیم دانشگاه هامبورگ با همکاری محمد مهدی رامین موید، دانش‌آموخته دانشگاه خواجه نصیر طوسی، بر روی تولید و تعیین ویژگی‌های نانوبلورهای نیمه‌رسانای دوبعدی تمرکز دارند. ساختار این سازه‌ها و همچنین ویژگی‌های نوری و الکتریکی آن‌ها قابل تنظیم است و این امر آن‌ها را در تولید سلول‌های خورشیدی و مدارهای رایانه‌ای کاربردی می‌کند.

در مقایسه با ابزاری که مبتنی بر حرکت الکترون هستند، اجزای اسپینترونیک مبتنی بر جهت اسپین الکترون‌ها عمل می‌کنند. زمانی که نور از داخل این عناصر نوری عبور می‌کند، می‌تواند به صورت دورانی پلاریزه شود بدین معنا که نور نیروی گشتاور دریافت می‌کند.

با تاباندن نور پلاریزه دورانی (circular-polarized light) بر روی نانوبلورهای محلول محور ، امکان آرایش بارهای الکتریکی با توجه به گشتاور (اسپین) آنها در مواد نیمه‌رسانا و تبدیل‌شان به جریان الکتریکی بدون اعمال ولتاژ وجود دارد. بررسی جریان برق تولید شده اطلاعاتی درباره ویژگی‌های وابسته به اسپین بلور ارائه می‌دهد.

تهدیدی جدید علیه لایه ازون کشف شد

موید و همکارانش موفق به تایید وجود اثر اسپین الکترونی در نانوسازه‌های سولفید سرب دوبعدی شدند. این دستاورد مهم است زیرا چنین اثری به دلیل تقارن بالای بلورین نانوبلورها در حالت عادی قابل مشاهده نیست و فقط با تاثیر چنین میدان الکتریکی موثری است که این تقارن شکسته می‌شود و می‌توان جریان را اندازه‌ گرفت.

با تغییر دادن ضخامت لایه نانوبلور و همچنین ویژگی نور به کار رفته و شدت میدان‌های الکتریکی، می‌توان این اثر را کنترل کرد. این امر امکان سازگارشدن شرایط با کاربردهای هدفمندی را می‌دهد که به نوبه خود امکان دستکاری خارجی اسپین الکترون را ممکن می‌سازند.

مشاهده آزمایشگاهی این اثر با شبیه‌سازی‌های ساختار الکترونیکی مواد در دانشگاه هامبورگ انجام شد. یافته‌های موید و همکارانش ارزشمند است زیرا آن‌ها برای نخستین بار نشان دادند رخداد اثرات اساسی انتقال اسپین الکترونی در نانومواد تولیدشده به صورت شیمیایی امکان‌پذیر است.

این دستاورد در ارتقای دانش محققان درباره ویژگی‌های اپتوالکترونیک نانوساختارهای محلول‌محور به عنوان اساسی برای بررسی بیشتر سیستم‌های دوبعدی کارآمد و کارکرد آن‌ها در حوزه انرژی‌های تجدیدپذیر، فناوری اطلاعات و کاتالیزگر موثر است.

نانوفناوری، حوزه‌ای کلیدی در قرن بیست و یکم به شمار می‌آید چون مواد با ابعاد چند نانومتر (یک میلیونم میلی‌متر) دارای ویژگی‌های نوری، مغناطیسی، الکتریکی و فتوالکتریکی هستند.

می‌توان از این خصوصیات در ساخت دیودهای کارآمد منتشرکننده نور ، سلول‌های خورشیدی، حسگرهای جدید، آشکارسازهای نوری، فرستنده‌های انعطاف‌پذیر و تراشه‌های رایانه‌ای مفید و همچنین در حوزه‌های پزشکی و زیستی بهره برد.

درک ویژگی‌های اپتوالکتریکی نانوسازه‌ها و کنترل دقیق این ویژگی‌ها امکان کاربرد آن‌ها در ابزار الکترونیکی نیمه‌رسانای مورد کاربرد در سیستم‌های نوری و الکترومغناطیسی را می‌دهد؛ این امر به نوبه خود منجر به ساخت پردازشگرهای صرفه‌جویی‌کننده در مصرف برق می‌شود.

ساخت دستگاه خورشیدی برای تولید آب از هوا

جزئیات این دستاورد علمی در Nature Communications منتشر شد.

لینک این مقاله در مجله Nature Communications

مقالات مرتبط

پاسخ‌ها

at id, Donec felis diam mattis ut mattis Lorem venenatis Aenean