نقض قانون کشا توسط محققان برکلی

محققان آزمایشگاه ملی برکلی با ساخت نوعی مولکول نانوبلوری نیم رسانای چهاروجهی متشکل از یک هسته سلنیدکادمیوم و چهار بازوی سولفید کادمیوم، برای نخستین بار قانون کشا در مورد نشر نور از حالت‌های برانگیخته را نقض کردند که به گفته آنها نتایج حاصل از آن در کاربردهای نانواپتیکی بسیار حائز اهمیت است.

محققان آزمایشگاه ملی برکلی با ساخت نوعی مولکول نانوبلوری نیم رسانای چهاروجهی
متشکل از یک هسته سلنیدکادمیوم و چهار بازوی سولفید کادمیوم، برای نخستین بار قانون
کشا
در مورد نشر نور از حالت‌های برانگیخته را نقض کردند که به گفته آنها نتایج
حاصل از آن در کاربردهای نانواپتیکی بسیار حائز اهمیت است.

مطابق قانون کشا
که در سال ۱۹۵۰ توسط مایکل کاشا شیمی‌دان آمریکایی مطرح شد، تنها
پائینترین حالت‌های برانگیختگی هر مولکول قادر به نشر نور هستند. اما محققان
آزمایشگاه ملی برکلی با ساخت یک نوع مولکول نانوبلوری نیم رسانای چهاروجهی متشکل از
یک هسته سلنید کادمیوم و چهار بازوی سولفید کادمیوم، برای نخستین بار و با انجام
طیف نگاری فوتولامینسنس در بازوهای این چهاروجهی، ثابت کردند هنگامی که این
چهاروجهی CdSe/CdS برانگیخته می‌شود، دو فوتون از آن نشر می‌یابد که هر کدام مربوط
به دو حالت برانگیختگی مجزا هستند.

به گفته این محققان با تنظیم طول بازوهای این چهاروجهی می‌توان ترتیب قرارگیری باند
و جفت شدگی الکترونی
ساختارهای نا همگون درونی
آن را هم تنظیم کرده و نشر نورهای
قابل تنظیمی از این حالت‌های چندگانه برانگیخته به‌دست آورد که در کاربردهای
نانواپتیکی بسیار حائز اهمیت است. آنها نشان دادند که توان این نوسانگر در انتقال
از حالت‌های برانگیختگی مختلف را می‌توان با تغییر طول بازوهای چهاروجهی تنظیم نمود.
آنها امیدوارند در آینده بتوان با اعمال اصلاحات ساختاری مناسب از قبیل تنظیم ضخامت
ویا تعداد بازوها، ترکیب شیمیایی و کشش ذرات، مدت نشر نور و انرژی آن را هم تنظیم و
کنترل کرد.

پائول الیویساتوس (“Paul Alivisatos”) و همکارانش همچنین به‌دنبال یافتن راهی برای
کنترل فرکانس و شدت رنگ‌های نشریافته، از این مولکول چهار‌وجهی (که نسبت به مولکول‌های
آلی از سیستم بهره‌دهی کوانتومی بسیار بالاتری برخوردار بوده و و پایداری نسبی
بیشتری در برابر نور دارد) هستند تا به این ترتیب بتوان از آن درحسگری نوری و
کاربردهای مبتنی بر نشر نور از قبیل LEDها و برچسب‌های تصویربرداری و نیز ساخت
نانوحسگرهایی برای اندازه‌گیری نیروهای زیستی استفاده نمود.

لازم به‌ذکر است که اداره علوم وزارت انرژی آمریکا حمایت از این تحقیق را عهده‌دار
بوده است و جزئیات آن در مقاله‌ای با عنوان: “نشر غیر مستقیم فضایی در مولکول
نانوبلوری لامینسنت” در نشریه Nano Letters منتشر شده است.