محققان دانشگاه پترزبورگ موفق به ساخت حسگر سبک نانومقیاسی شدهاند که میتواند با مدارات الکترونیکی به اندازهی یک اتم ترکیب شده، ادوات الکترونیکی و نوری هیبریدی ایجاد کند که عملکرد جدیدی داشته باشند.
ساخت حسگر نوری نانومقیاس سبک
محققان دانشگاه پترزبورگ موفق به ساخت حسگر سبک نانومقیاسی شدهاند که میتواند با مدارات الکترونیکی به اندازهی یک اتم ترکیب شده، ادوات الکترونیکی و نوری هیبریدی ایجاد کند که عملکرد جدیدی داشته باشند.
یک گروه تحقیقاتی در دانشگاه پترزبورگ با همکاری محققان دانشگاه ویسکونسین، موفق به ساخت یک قطعه فتونیک شدند که پهنایی کمتر از ۴ نانومتر دارد. آنها در مقالهای که در نشریهی Nature Photonics چاپ کردند توضیح دادند که این دستگاه میتواند برهمکنش موجود میان مواد را با ابعاد یک مولکول یا نقاط کوانتومی نشان دهد. این دستگاه کوچک قادر است به نحوی تنظیم شود که بتواند نورهای مختلف را به نور مرئی تبدیل کند؛ بنابراین استفاده از فیلتر نوری در آن ضروری نیست، در حالی که در حسگرهای دیگر استفاده از فیلتر نوری اجتنابناپذیر است.
این گروه تحقیقاتی از طریق پلت فرم نانوالکترونیکی که در آزمایشگاه لوی، استاد گروه فیزیک و نجوم دانشگاه پترزبورگ، وجود داشت، این ادوات فتونیک را تولید کنند. با این روش، که اولین بار در سال ۲۰۰۸ در نشریهی Nature Materials چاپ شدهاست، میتوان یک بلور اکسیدی را بین حالت عایق و رسانا تغییر حالت داد. با اعمال یک ولتاژ مثبت به نوک میکروسکوپ AFM، میتوان یک سیم رسانا با پهنای چند نانومتر ایجاد کرد. این سیم بین دو عایق قرار دارد- یک لایهی نازک از جنس آلومینات لانتانیوم که روی بستر تیتانات استرانتیوم رشد کردهاست.- برای از بین بردن این نانوسیم کافی است که ولتاژ معکوسی به آن اعمال کرد.
در فوریهی سال ۲۰۰۹، لوی در مقالهای که در نشریهی Science چاپ کرد، توضیح داد که پلت فرم او میتواند ادوات حافظه با دانسیتهی بالا و یک ترانزیستور موسوم به SketchFET را به ابعاد دو نانومتر ایجاد کند.
در این پروژهی جدید، لوی و همکارانش نشان دادند که میتوان با این روش و همین مواد، حسگرهای نوری را بسازند. این حسگرها میتوانند نور را تولید، هدایت و یا شناسایی کنند که برای کاربردهای مختلف مناسب است. نور نسبت به ساختاری نانومقیاسی نظیر تکمولکولها و نقاط کوانتومی حساسیت نشان میدهد؛ اما ترکیب ادوات فتونیک مبتنی بر نانولولهها و نانوسیمها با دیگر مدارات الکترونیکی همیشه کاری چالشبرانگیز بودهاست.
نتایج این پروژه ممکن است این امکان را ایجاد کند که ادواتی ایجاد شوند که ویژگیهای نور را در مقیاس نانو شناسایی کرده، اطلاعات نهایی را به شکل الکترونیکی بیرون بدهند.
