|
یک تیم بین‌المللی از دانشمندان یک اولترامیکروسکوپ جدید برای نانوساختارها پیشنهاد
داده‌اند. این میکروسکوپ امکان اندازه‌گیری مستقیم و غیرتخریبی فرایندهای بسیار
سریع در مقیاس آتوثانیه را با تفکیک‌پذیری فضایی و زمانی بالا فراهم می‌آورد.
نانوذرات فلزی که از چند صد اتم تشکیل می‌شوند، ویژگی‌های نوری و الکتریکی دارند که
در سیستم‌های حالت جامد بزرگ‌تر دیده نمی‌شوند. برهمکنش تابش الکترومغناطیسی (نور)
با نانوذرات منجر به ارتعاش جمعی و یکنواخت الکترون‌ها می‌گردد که پلاسمون سطحی
نامیده می شود.
تیمی از دانشمندان دانشگاه ایالتی جورجیا (آتلانتا، جرجیا)، موسسه اپتیک کوانتومی
ماکس پلانک در گارچینگ (MPQ)، و دانشگاه لودویگ ماکسی میلیانز در مونیخ یک
میکروسکوپ جدید توسعه داده‌اند که برای اولین بار امکان بررسی دینامیک بسیار سریع
میدان‌های پلاسمونی را با تفکیک‌پذیری فضایی و زمانی بالا فراهم می‌آورد (میکروسکوپ
میدان نانوپلاسمونی آتوثانیه‌ای).
به طور ویژه کاربردهای مربوط به پردازش، انتقال، و ذخیره‌سازی اطلاعات
میکروالکترونیکی از درک بهتر این برانگیختگی‌های جمعی بهره‌مند خواهند شد. به علاوه،
این اولترامیکروسکوپ در زمینه فناوری نانو در طیف‌سنجی تک‌مولکول‌ها(ی زیستی) به
کار می‌رود که در آن نانوذرات به عنوان آنتنی برای برهمکنش‌های نوری عمل می‌کنند.
سازندگان گلدان‌های رنگی در رم باستان یا سازندگان شیشه‌های رنگی کلیسا در قرون
وسطی بدون اینکه درک عمیقی از این قضیه داشته باشند، از ویژگی نانوذرات فلزی برای
منظور خود استفاده می‌کردند. رنگ قرمز درخشان از طریق افزودن پودر طلا به شیشه مذاب
حاصل می‌شد.
منشا این اثر امروزه توسط متخصصان شناخته شده است. نانوذرات، یعنی ذراتی با ابعاد
چند تا صد نانومتر (کوچکتر از طول موج نور مرئی)، تنها از چند صد اتم ساخته می‌شوند.
اگر این نانوذرات در معرض نور مرئی قرار گیرند، میدان الکتریکی نور جایگزین الکترون‌های
رسانشی می‌شود که به صورت آزاد حرکت می‌کنند. چون این ساختارها بسیار کوچک هستند،
الکترون‌ها خیلی دور نشده بلکه در یک سو یا سویی دیگر به صورت خوشه جمع می‌شوند.
بدین ترتیب الکترون‌ها به صورت جمعی و یکنواخت ارتعاش می‌کنند. این ارتعاشات خاصیت
ذره‌ای داشته و پلاسمون سطحی نامیده می‌شوند.
رنگ قرمز گلدان‌های رم باستان یا شیشه‌های رنگی کلیسا در قرون وسطی ناشی از جذب
بخشی از نور مرئی توسط نانوذرات طلا است که بعداً به پلاسمون مبدل می‌شود. در نتیجه
نور باقی مانده به صورت رنگ‌های جذب نشده درخشان دیده می‌شود.
به طور کلی اولترامیکروسکوپ نانوپلاسمونی برای اولین بار امکان مشاهده مستقیم
فرایندهای بسیار سریع در سیستم‌های نانو (همانند تبدیل نور خورشید به انرژی
الکتریکی) را فراهم می‌آورد.
|
