ستاد ویژه توسعه فناوری نانو

ترکیب نانوذرات طلا و رنگ برای تولید لیزر پالسی

محققان با استفاده از نانوذرات طلا موفق به تولید لیزر پالسی بسیار سریع شدند. برای این کار از رنگ آلی و نانوذرات طلا که روی سطح شیشه قرار دارد، استفاده شده است.

بررسی‌های نوآورانه محققان نشان داد که ترکیب رنگ آلی با نانوساختارهای فلزی می‌تواند برای  تولید لیزرهای پالسی بسیار سریع استفاده شود. کنستانتینوس داسالاکیس از دانشگاه آلتو می‌گوید: «ما قصد داشتیم نشان دهیم که این لیزر با چه سرعتی روشن و خاموش می‌شود. لیزرهای بسیار سریع می‌توانند برای پردازش اطلاعات و بهبود ادوات اپتوالکترونیک استفاده شوند.»

در این پروژه محققان از نشاندن نانوذرات طلا روی شیشه‌ای که در محلول رنگ آلی معلق است، برای ساخت لیزر استفاده کردند. این نانوذرات به‌صورت متراکم به هم چسبیده و آرایه‌هایی تشکیل دادند. با اعمال میدان الکتریکی، میدانی در اطراف ذرات ایجاد شد که منجر به تسریع دینامیک مولکولی رنگ آلی می‌شود.

ذرات طلا و میدان الکترومغناطیسی نه تنها با هم برهمکنش می‌دهند، بلکه با رنگ آلی نیز برهمکنش داده و پالس لیزر ایجاد می‌کنند که بسیار کوتاه و در حد یک تریلیونم ثانیه دوام دارند. تولید این نوع لیزر اهمیت زیادی در بخش حسگری نوری و ساخت سوئیچ دارد و همچنین می‌توان آن را برای مخابرات نوری استفاده کرد.

معمولا نانولیزرها نمی‌توانند پرتو مستقیم قدرتمندی ایجاد کنند، با این حال در این پروژه چنین تابش مستقیمی ایجاد شد که دلیل این امر، چیدمان نانوذرات به‌صورت آرایه‌ای در جهتی مشخص است.

پایویتورما از محققان این پروژه می‌گوید: «دستاورد کلیدی در این پروژه این است که نانولیزر به‌صورت عملی مورد آزمایش قرار گرفته و سرعت بسیار بالای آن در عمل ثابت شده‌است. تابش انجام شده در مود نوری بوده که ترکیبی از نور و حرکت الکترون در فلز است. به این مود  رزونانس شبکه سطحی گفته می‌شود.»

نانوذرات طلا موجب فشرده شدن نور لیزر به طول موج‌های پایین می‌شود؛ در نتیجه لیزر در مقیاس زمانی پیکوثانیه رهاسازی شده و پالس لیزر متمرکز از رزونانس شبکه سطحی فلز ایجاد می‌شود. محققان این پروژه معتقداند که این نوع آرایه نانوذرات طلا برای تولید لیزر بسیار سریع ایده‌آل هستند.