افزایش تابش مادون قرمز با قرار دادن نانوبلور درون ماتریکس معدنی

محققان هلندی و آمریکایی موفق شدند نانوبلورها را درون ماتریکس معدنی قرار دهند. با این کار خواص نوری نانوبلورها بهبود چشمگیری پیدا می‌کند. پیش از این نانوبلورها درون ماتریکس آلی قرار داده می‌شد این اولین بار است که از ماتریکس‌های آمورف کالکوژناید As2S3 برای این کار استفاده شده است.

محققان هلندی و آمریکایی موفق شدند نانوبلورها را درون ماتریکس معدنی قرار
دهند. با این کار خواص نوری نانوبلورها بهبود چشمگیری پیدا می‌کند. پیش از
این نانوبلورها درون ماتریکس آلی قرار داده می‌شد این اولین بار است که از
ماتریکس‌های آمورف کالکوژناید As2S3 برای این کار استفاده شده است.

پژوهشگران موفق شدند نانوبلورهای کالکوژناید سرب را درون ماتریکس معدنی
قرار دهند. پوشش‌های معدنی نسبت به همتایان آلی خود، دارای ساختار ساده‌تری
بوده و در دمای پایین می‌توان آنها را درون ماتریکس‌های آمورف کالکوژناید
As2S3 قرار داد. از آنجایی که این ماده در برابر پرتوهای مادون قرمز شفاف
هستند می‌توان از آنها برای تولید فیلم‌های پایدار در برابر تابش اشعه
مادون قرمز استفاده کرد. برای انجام این پروژه محققانی از مرکز اینترفیس
نانوبیو، نانوفتونیک، دانشگاه شیکاگو و دانشگاه گرونینگن با هم همکاری
داشته‌اند.

 
روش‌های رایج برای سنتز نانوبلورها شامل پوشش‌دهی آنها با مولکول‌های آلی با زنجیره
بلند است که با این کار می‌توان اندازه و مورفولوژی ذرات را کنترل کرد. اما روش
کاملا متفاوتی که محققان در این پروژه ارائه کرده‌اند از فاز محلول استفاده می‌شود
تا نانوبلورهای هسته‌ای پوسته‌ای تشکیل شود. در این روش به‌جای گروه‌های آلی رایج
از لیگندهای معدنی As2S3 استفاده می‌شود. همه این ذرات معدنی به آرامی حرارت داده
می‌شوند تا به لیگند‌های یونی تبدیل شده درون ماتریکس As2S3 که نسبت به مادون قرمز
شفاف است، قرار گیرد. این که فرآیند تشکیل نانوبلورها و قرار گرفتن آنها درون
ماتریکس معدنی شفاف در دمای پایین انجام می‌شود، خود یک مرحله مهم برای بهبود خواص
نوری والکترونوری است. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که نمایش دی الکتریک دلیل اصلی
نرخ کم تابش در نانوبلورهای کالکوژناید سرب است. با ترکیب نانوبلورها درون ماتریکس،
کنتراست دی الکتریک کاهش یافته و نرخ تابش افزایش می‌یابد. این کار برای نشر پرتو
در نانوبلورها بسیار مفید است، به‌خصوص که این نشر در منطقه مادون قرمز نزدیک رخ می‌دهد،
جایی که ماده میزبان از شفافیت نوری خوبی برخورداراست.

نتایج این تحقیق در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Inorganically Functionalized PbS-CdS
Colloidal Nanocrystals: Integration into Amorphous Chalcogenide Glass and
Luminescent Properties در نشریه Am. Chem. Soc به چاپ رسیده است.