دستگاهی که با فناوری نانو طول‌‌موج‌های مناسب برای طیف‌سنجی تولید می‌کند

ژاپنی‌ها با استفاده از فناوری نانو دستگاهی ساختند که می‌تواند طول‌موج‌هایی مناسب برای طیف‌سنجی تولید کند. در این دستگاه حفره‌هایی نانومقیاس به‌کار رفته که موجب تغییر طول‌موج نور می‌شوند.

پژوهشگران دستگاه رومیزی ساختند که با استفاده از یک فیلم بسیار نازک و سوراخ‌کاری در مقیاس نانومتری می‌تواند پرتو فرابفنش قطبی شده مدور در خلأ (VUV) ایجاد کند.

طول موج‌های VUV که توسط هوا جذب می‌شوند اما از خلأ عبور می‌کنند، برای تجزیه‌وتحلیل شیمیایی و فیزیکی در منطقه حدود ۱۲۰ تا ۲۰۰ نانومتر مناسب هستند. نور مدور قطبی در منطقه VUV برای بررسی ویژگی‌های ساختاری و الکترونیکی مواد مهم است. علاوه براین، یک نور منسجم VUV قطبی شده مدور به دانشمندان کمک می‌کند تا دینامیک مولکول‌های زیستی و چرخش الکترون در مواد جامد را مشاهده کنند.

پژوهشگران روشی مبتنی بر مواد جامد به‌منظور تولید مستقیم نور منسجم VUV قطبی مدور با استفاده از نسل سوم هارمونیک در یک نانوغشای بلوری فتونیک شبکه دی‌الکتریک مربعی (PCN) ارائه کردند. PCN شامل یک ورق ساخته شده از یک بلور مبتنی بر اکسید آلومینیوم به ضخامت ۴۸ نانومتر بوده که بالای یک ورق سیلیکون به ضخامت ۵۲۵ میکرو قرار داده شده است که حاوی سوراخ‌هایی به عرض ۱۹۰ نانومتر بوده که در فاصله‌های ۶۰۰ نانومتری از هم قرار دارند. در زیر میکروسکوپ این ساختار شبیه به سوارخ‌های سر دوش است. کارایی دستگاه تا حد زیادی به فاصله سوراخ‌ها بستگی دارد.

کونیاکی کونیشی از محققان این پروژه می‌گوید: «هنگامی‌که پالس‌های لیزر آبی به‌طور دایره‌ای قطبی شده با طول موج ۴۷۰ نانومتر از این کانال‌ها روی سیلیکون تابیده می‌شود، PCN روی این پالس‌ها اثر گذاشته و آن‌ها را در جهت مخالف هم پیچ می‌دهد. همچنین طول موج آن‌ها تا ۱۵۷ نانومتر کم شده که در محدود VUV است که برای طیف‌سنجی بسیار مفید است.»

نور لیزر قطبی شده مدور از طریق دستگاه PCN عبور کرده و از سوی دیگر به‌صورت پرتو VUV قطبی شده بیرون می‌آید. با پالس‌های کوتاه VUV قطبی شده مدور، محققان می‌توانند پدیده‌های فیزیکی سریع یا کوتاه‌مدت مانند رفتار الکترون‌ یا زیست‌مولکول‌ها را در مقیاس زیرمیکرون مشاهده کنند.