اصلاح خصوصیات تابشی با استفاده از غلظت دهنده های نانوذرهای

اخیراً محققانی از دانشگاه کلسمون (Clemson) و موسسه فرانسوی École
Nationale Supérieure de Physique de Strasbourg شکل خاصی از نانوذراتِ
LaF3 ساخته اند که با عناصر کمیاب خاکی (لانتانید ها) غنی شده و هسته‌ی
پوسته ای دارند. به کمک این مواد می توان مواد نورانی را بر اساس طیف
نوری مورد نیاز طراحی کرد.

این نانوذرات به دلیل داشتن طیف تابشی گسترده، می توانند در آینده در
دیود های نورانی (LEDs)، سلول‌های خورشیدی، لیزر ها و تقویت کننده ها و
همچنین در آزمایشات بیولوژیکال به کار گرفته شوند. برای چنین کاربرد
هایی لازم است تا نانوذرات مورد استفاده، در درون یک ماده غنی شده، چند
تابش مجزا داشته باشند. پیش از این تصور می شد که این امر تنها با
استفاده از یک ماتریس میزبان که با نانوذرات غنی شده با لانتانید های
مختلف (هر ذره با یک لانتانید خاص) ادغام شده است، امکان پذیر است.

نانوذرات جدید ۱۰ نانومتر قطر دارند و محققان مذکور آنها را با غلظت
دهنده‌های +Tb3 و +Eu3 ( از طریق اتصال غلظت دهنده ها به پوسته های مجزای
خاص) غنی می کنند.

در این فرآیند، فاصله های بین پوسته ها و به عبارت دیگر غلظت دهنده ها
به دقت قابل کنترل می باشند و این امر، به نوبه خود، به معنی کنترل روی
انرژی انتقالی در بین غلظت دهنده های یک نانوذره خاص است. حداقل فاصله
بین پوسته های داخلی غنی شده با +Tb3 و +Eu3 باید ۲ نانومتر باشد.

مهم ترین خصوصیت این نانوذرات تابش چندین طول موج قابل تنظیم، از یک
چشمه نوری واحد است. از این نانوذرات و کامپوزیت هایی که از آنها ساخته
می شوند می توان در کاربرد هایی که به طیف نوری ویژه ای نیاز است، بهره
گرفت.

جفری دیمایو که هم اکنون در شرکت تترامر حضور دارد، در این باره می
گوید:‌ «این بررسی نشان می دهد که نانوذراتی با اندازه تقریبی ۱۰
نانومتر می توانند ساختاری پوسته ای تودرتو داشته باشند. چنین ساختاری
به نانوذره، خصوصیات تابشی بسیار مناسبی می دهد.»

جزییات این بررسی در مقاله
DiMaio et al., Proc. Natl. Acad. Sci., USA (2008) doi:
۱۰٫۱۰۷۳/pnas.0711638105 به چاپ رسیده است.