یک گروه علمی بین‌المللی از دانشگاه پن استیت آمریکا و دانشگاه شات‌آمپتون انگلیسی، فرایند تازه‌ای را برای رشد یک نانوسیم نیم‌رسانای تک‌بلوری در داخل یک فیبر نوری توخالی ابداع کرده‌اند. این افزاره قابلیت‌های الکترونیکی جدیدی به فیبرهای نوری اضافه می‌کند. عملکرد فیبرهای نوری در افزاره‌های الکترونیکی مانند رایانه‌ها به خاطر تماس بین فیبر و افزاره دچار مشکل می‌شود.
رشد نانوسیم تک‌بلوری نیم‌رسانا داخل یک فیبر نوری
یک گروه علمی بین‌المللی از دانشگاه پن استیت آمریکا و دانشگاه شات‌آمپتون انگلیسی،
فرایند تازه‌ای را برای رشد یک نانوسیم نیم‌رسانای تک‌بلوری در داخل یک فیبر نوری
توخالی ابداع کرده‌اند. این افزاره قابلیت‌های الکترونیکی جدیدی به فیبرهای نوری
اضافه می‌کند. عملکرد فیبرهای نوری در افزاره‌های الکترونیکی مانند رایانه‌ها به
خاطر تماس بین فیبر و افزاره دچار مشکل می‌شود.
از آنجایی که فیبرهای نوری محیط‌های ایده‌آالی برای انتقال انواع مختلفی از سیگنال‌ها
هستند، تحقیق بر روی آنها اهمیت زیادی دارد. این فیبرها در بازه وسیعی از فناوری‌هایی
که از نور استفاده می‌کنند؛ مانند مخابرات، پزشکی، محاسبات و افزاره‌های حسگری از
دور مورد استفاده هستند.
توسعه افزاره تک‌بلوری نانوساختار بر اساس تحقیقی است که در ۲۰۰۶ گزارش شد، که در
آن گروه مذکور برای اولین بار توانست فیبرهای نوری ساخته‌شده از مواد نیم‌رسانای بی‌شکل
و چندبلوری را با هم ادغام کند تا بتواند یک فیبر نوری با خواص الکترونیکی بسازد.
آخرین یافته این گروه، ظاهراً منجر به بهبودهای زیادی در خواص فیبرهای نوری مورد
استفاده در علم و فناوری خواهد شد.
جان بادینگ، دانشیار شیمی از پن استیت،
گفت:«برای بسیاری از کاربردها، مواد نیم‌رسانای تک‌بلوری نسبت به مواد چندبلوری
و مواد بی‌شکل کارایی بهتری دارند. ما هم‌اکنون نشان داده‌ایم که پوشاندن یک
نیم‌رسانای تک‌بلوری نانوساختار با یک فیبر نوری توخالی، منجر به یک فیبر نوری
با خواص کاربردی بیشتر می‌شود.»
این گروه از رهیافت جامد– مایع– سیال پرفشار برای رشد بلور در داخل فیبر
استفاده کرده‌است. ابتدا، دانشمندان با قرار دادن یک ترکیب طلا در معرض نور
لیزر، توانستند تکه کوچکی از طلا را در داخل فیبر رسوب دهند، سپس آنها سیلان،
ترکیبی از سیکلون و هیدروژن را در باریکه پرفشار هلیوم وارد کردند. با گرم کردن
فیبر، نانوذره طلا مانند یک کاتالیزور عمل می‌کند و باعث شکسته شدن سیلان و
رسوب یافتن سیکیلون به‌صورت تک‌بلوری در پشت نانوذره طلای در حال حرکت شده، یک
نانوسیم تک‌بلوری را در داخل فیبر تشکیل می‌دهد.
پیر سازیو، یکی از محققان بخش تحقیقات اپتوالکترونیک دانشگاه شات‌آمپتون، گفت:
«کلید اصلی برای ادغام دو فناوری، نه تنها به مواد مورد استفاده؛ بلکه به
چگونگی ایجاد و برقراری کارها بستگی دارد. ما قادر شده‌ایم تا یک بلور
نانوساختار را در داخل یک فیبر نوری توخالی تعبیه کنیم و نوع کاملاً جدیدی از
افزاره ترکیبی را بسازیم.»
این گروه تحقیقاتی قابلیت ورود کاربردهای فناوری مذکور را در آینده پیش‌بینی می‌کند.
بادینگ گفت: «همینک ما سوئیچ‌های الکتریکی‌ای برای هر دو انتهای فیبر نوری
داریم و اگر بتوانیم به نقطه‌ای برسیم که سیگنال‌های الکتریکی هیچ وقت فیبر را
ترک نکنند، آنگاه سرعت و کارایی آنها بسیار بالا خواهد رفت.»
این محققان نتایج کار خود را در مجله Advanced Materials منتشر کرده‌اند.
