تولید نانوبلورهای بی‌نقص

پژوهشگران موسسه فناوری ماساچوست آمریکا فرآیند جدیدی ارائه کرده‌اند که می‌تواند منجر به تولید پیل‌های خورشیدی و حسگرهای زیستی بهتری شود. آنها با استفاده از زیرلایه پلیمر، نانوبلورهای یکنواخت و بدون نقصی را تولید کردند.

نانوبلورهای نیمه‌هادی دارای پتانسیل کاربردی متعددی هستند برای مثال از آن می‌توان در مدارت الکترونیکی، فتونیک، حسگرها و زیست مولکول‌ها استفاده کرد. همچنین برای تولید پیل‌های خورشیدی کارا می‌توان از آنها استفاده نمود. ابعاد این نانوبلورها تعیین کننده خواص الکترونیکی و نوری آنها است. اما برای تولید یک فیلم یکنواخت، کنترل محل قرار گرفتن نانوبلورها بسیار دشوار است. معمولا در سطح فیلم‌های نانوبلوری ترک‌هایی ایجاد می‌شود که این موضوع فایده بخشی و کاربرد فیلم‌ها را محدود می‌کند.
اخیرا محققان MIT روشی یافته‌اند که با استفاده از آن می‌توان الگوهایی عاری از نقص را در فیلم‌های نانوبلوری ایجاد کرد با این کار شکل و موقعیت فیلم با قدرت تفکیک نانومتری قابل کنترل است. این یافته مسیرهای تازه‌ای برای استفاده از این فیلم‌ها باز می‌کند. مارک کاستنر رهبر این تیم تحقیقاتی می‌گوید ما قصد داریم تا درک خود را از چگونگی عبور الکترون از میان نانوبلورها افزایش دهیم.
در واقع محققان به‌دنبال رشد کنترل شده نانوبلورها هستند. در فاز اول کار، محققان الگوهای نانومقیاسی تولید کردند که پرتوهای مادون قرمز مرئی تولید می‌کرد. اما کار با چنین سیستمی بسیار دشوار است زیرا هر یک از این سیستم‌ها باید با استفاده از میکروسکوپ الکترونی کنترل شود، که کاری دشوار و زمان‌بری است. این گروه الگوهای نیمه‌هادی نانوبلوری تولید کردند که دارای تابش نور مرئی بود بنابراین قابل مشاهده با میکروسکوپ نوری بود با این کار سرعت تحقیق و توسعه در این فناوری جدید سرعت بیشتری پیدا می‌کند. هرچند که ابعاد این نانوبلورها به‌حدی است که قدرت تفکیک میکروسکوپ‌های نوری قادر به شناسایی آنها نیست اما خود این نانوبلورها همانند منبع نوری عمل می‌کنند که در نتیجه قابل مشاهده خواهند شد.
هدایت الکتریکی این فیلم‌های جدید ۱۸۰ برابر بیشتر از فیلم‌های ترک خورده‌ای است که توسط روش‌های عادی تولید می‌شود. از مزیت‌های دیگر این روش آن است که امکان تولید این الگوها روی نوارهای سیلیکونی به پهنای ۳۰ نانومتر وجود دارد. این گروه یک لایه پلیمر را روی سطح قرار داده و سپس نانوبلورها را رشد دادند با این کار نانوبلورها به پلیمر متصل شده و در نهایت سطحی یکنواخت و محکم ایجاد می‌شود.
نتایج این تحقیق در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است.