چگونه می‌توان خواص نوری نانوذرات را بعد از سنتز تغییر داد؟

محققان نشان دادند که می‌توان خواص نوری و تابشی نانوذرات را بعد از سنتز تغییر داد. این کار بدون آسیب به پایداری و تغییر برخی ویژگی‌های نانوذرات انجام می‌شود.

یک تیم تحقیقات بین‌المللی موفق شدند نشر نور از نانوساختار را تغییر دهند. پیش از این تغییر تابش رنگی از نانوذرات تنها در حین سنتز آنها قابل انجام بود اما این گروه نشان دادند که بعد از سنتز نانومواد نیز می‌توان نشر آنها را دستکاری کرد. در طول تنظیم این ویژگی نانوذرات، می‌توان پایداری و رزونانس مغناطیسی را همچنان حفظ کرد. این یافته محققان می‌تواند برای ساخت تراشه‌های نوری، LED و ادوات اپتوالکترونیک به کار رود.

نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Tunable Hybrid Fano Resonances in Halide Perovskite Nanoparticles در نشریه Nano Letters منتشر شده‌است.

رزونانس فرکانس، تصادفی میان دو نوسانگر است که موجب افزایش شدت نوسان آنها می‌شود. نیم قرن پیش، فیزیک‌دان ایتالیایی هوگو فانو به تشریح یک نوع از رزونانس که تداخل دو فرآیند موج به‌وجود می‌آید، پرداخت.

یک تیم تحقیقاتی از استرالیا، روسیه، سوئد، لیتوانی و آمریکا در قالب پروژه‌ای، نشان دادند که رزونانس فانو در نانوذرات پروسکیتی وجود داشته و می‌توان طیف رزونانس را در آرایه‌های نانوذرات معدنی کنترل کرد. برای این کار، آنها روشی ارائه کردند که می‌توان تابش نانوذرات را با آنها تنظیم کرد. به جای این که چند نوع نانوذره مختلف سنتز کرد، می‌توان ترکیب شیمیایی یک ذره را به‌گونه‌ای اصلاح کرد که تابش مورد نظر را داشته باشد. این تنظیم برگشت‌پذیر بوده و می‌توان آن را به کرات تکرار کرد بدون این که پایداری ذره دستخوش تغییر شده یا شدت تابش کم شود.

آناتولی پوشکارف از محققان دانشگاه ITMO می‌گوید: «ما آزمایش‌های مختلفی را روی نانوذرات پروسکیتی انجام دادیم، نانوذرات پروسکیتی معدنی منفرد و نانوذراتی که در ماتریکس پلیمری پخش شده‌اند. ما روی هر دوی این نانوذرات رزونانس فانو را آزمایش کردیم، تنها در ذرات معدنی امکان تنظیم برگشت‌پذیر وجود دارد. این نتایج نشان داد که طیف نشر در ذرات را می‌توان در محدوده 420 تا 520 نانومتر تغییر داد.»

این گروه معتقداند که این روش را می‌توان روی نانوساختارهای معدنی مختلف مبتنی بر هالید سرب نیز انجام داد. این فناوری قابل استفاده برای ایجاد ساختارهای پیچیده اپتوالکترونیک روی تراشه بوده و می‌توان با کمترین نانوذرات به این ساختار پیچیده رسید.