بر اساس تحقیقات اخیری که لابراتوار ملی لورنس لیورمور(LLNL) انجام داده‌اند، ترانزیستورها، لیزرها و قطعات مبدل انرژی خورشیدی را می‌توان راحت‌تر دستکاری نمود. محققان توانستند نقشی را که فشار بالا در تنظیم دقیق ویژگی‌های اساسی نانومواد؛ به‌ویژه آرایش نانوذرات ـ که برای استفاده از آنها در قطعات بسیار مهم است ـ ایفا می‌کند، مشخص کنند.
شناسایی اثر فشار بر روی نانومواد
بر اساس تحقیقات اخیری که لابراتوار ملی لورنس لیورمور(LLNL) انجام داده‌اند، ترانزیستورها، لیزرها و قطعات مبدل انرژی خورشیدی را می‌توان راحت‌تر دستکاری نمود. محققان توانستند نقشی را که فشار بالا در تنظیم دقیق ویژگی‌های اساسی نانومواد؛ به‌ویژه آرایش نانوذرات ـ که برای استفاده از آنها در قطعات بسیار مهم است ـ ایفا می‌کند، مشخص کنند.
این گروه متشکل از دانشمندان لابراتوار ملی لورنس لیورمور، کریستیان گرنت، جاناتان کروهاست، سباستین هامل، ناتالیا زایتسوا و محقق سابق LLNL اندرو ویلیامسون است. در این تحقیق نقاط کوانتومی جامد ـ که در اینجا از نانوبلورهای کادمیوم سلناید ساخته شده‌اند ـ تحت فشارهای بسیار بالایی تا ۷۰هزار اتمسفر قرار گرفتند و پاسخ‌های آنها به‌صورت درجا از سوی طیف لومینوسانسی بر پایه لیزر مورد مطالعه قرار گرفت.
گرنت می‌گوید:”ما نتایج به دست‌آمده از آزمایش‌ها را با نتایج محاسبات نظری دقیقاً مقایسه کردیم که حاصل آن این نکته بود که نتایج به دست‌آمده از محاسبات انجام‌شده با مشاهدات تجربی ما مطابقت داشت.”
اما هنگامی که آنها فشاری غیر یکنواخت را اعمال نمودند، نتایج کاملاً تغییر کرد، این مسئله منجر به تغییر بزرگی در انرژی وابسته به فلورسانس‌های قوی مربوط به CdSe شد و مشخص گردید که CdSe تا حد زیادی نسبت به حالت‌های تنشی مکانی حساس است.
طول‌های مختلف نقاط کوانتومی ـ که در بازه‌ای بین یک تا چند صد نانومتر بود ـ دارای خواص شیمیایی و فیزیکی‌ای هستند که اساساً با خواص آنها در حالت بالک متفاوت است.
نقاط‌کوانتومی را می‌توان به‌صورت تنگ‌چین(close packed) برای تشکیل نقاط‌کوانتوم جامد آرایش داد(QDS) .
این نانومواد می‌توانند دید وسیعی را نسبت به جفت‌شدگی ذره‌به‌ذره و سیر تکاملی خواص الکترونیکی آنها از یک نقطه کوانتوم منفرد تا یک مجموعه جامد، ایجاد کنند.
نقاط‌کوانتوم جامد در محیط‌های فشاری مختلف اندازه‌گیری شد، این محیط‌ها شامل محیط‌های مایع و جامد یا شیشه‌ای بودند، علاوه بر این آنها این مواد را مستقیماً نیز تحت فشار قرار دادند. متناسب با محیط مورد استفاده، آنها افزایش پایدار انرژی را به‌صورت تابعی از فشار( فشار یکنواخت) مشاهده کردند. این در حالی است که برای فشارهای غیر یکنواخت پس از یک افزایش اولیه یک حد ثابت یا حتی کاهش در انرژی مشاهده شد.
گرنت می‌گوید:”فشارهای بالا، دید وسیعی از ویژگی‌های اساسی نانوذرات را ـ که می‌توانند به‌طور قابل توجهی نسبت به حالت بالک متفاوت باشند ـ ایجاد می‌کند.” مثلاً انتقال فاز ساختاری در حالت بالک CdSe، در فشارهای بسیار پایین‌تری نسبت به QDSها رخ می‌دهد.
این تحقیق در شماره ژوئن مجله Small ارائه شده‌است.
