محققان تایوانی کوچک‌ترین امواج نانوصوتی را محققان تایوانی به‌طور اپتیکی تولید کرده‌اند. این امواج می‌توانند برای ساخت وسیله‌ای برای نانوتصویربرداری غیر مخرب از زیر سطوح مورد استفاده قرار گیرند – چیزی که امروزه کمبود آن احساس می‌شود.
فونونهای صوتی در ابعاد نانو
محققان تایوانی کوچک‌ترین امواج نانوصوتی را محققان تایوانی به‌طور اپتیکی تولید
کرده‌اند. این امواج می‌توانند برای ساخت وسیله‌ای برای نانوتصویربرداری غیر مخرب
از زیر سطوح مورد استفاده قرار گیرند – چیزی که امروزه کمبود آن احساس می‌شود.
این محققان برای تولید امواج نانوصوتی همدوس(یا فونونهای صوتی)، با استفاده از
پالس لیزری فمتوثانیه‌ای نانوساختارهای چاه کوانتومی نیمه‌رسانا را مورد تابش قرار
می‌دهند(عکس را ملاحظه کنید). این پالس لیزری حامل‌هایی نوری(الکترون یا حفره) در
این نانوساختار تولید می‌کند و باعث تولید امواج نانوصوتی می‌شود که فرکانس آنها به
دوره تناوب این نانوساختار بستگی دارد. این فونون‌ها نوعاً دارای طول موج‌های ده‌ها
نانومتری هستند که آنها را در کاربردهایی از قبیل تصویر‌برداری فوق‌صوتی غیر مخرب و
تقویت‌کننده‌های صدا مفید می‌کند.
مشکل اصلی اینجاست که اثرات مربوط به پراش نوری باعث می‌شوند که اندازه نقطه مربوط
به امواج نانوصوتی نتواند کمتر از میکرون باشد. اگرچه روش‌های نوری میدان نزدیک می‌توانند
امواجی با اندازه نقطه کوچک‌تر تولید کنند؛ آنها فقط در نزدیکی سطوح کار می‌کنند.
هم‌اکنون، چی کوانگ سون، از دانشگاه ملی تایوان، و همکارانش نشان داده‌اند که یک
روش نوری میدان دور می‌تواند برای دستکاری چگونگی تولید فونون‌ها مورد استفاده قرار
گرفته، و برای تولید امواج نانوصوتی ـ که اندازه نقطه آنها از طول موج لیزر نیز
کوچک‌تراست ـ به کار رود. این نقاط بین ده تا صد نانومتر هستند.
این محققان با دستکاری نیرویی که در تولید فونون‌ها ایفای نقش می‌کند توانستند به
این موفقیت بزرگ دست یابند. آنها این کار را با استفاده از یک پالس لیزری متفاوت که
برای پیش تزریق یک توزیع غیر یکنواخت از حامل‌های نوری به داخل نانوساختارهای چاه
کوانتومی نیمه‌رسانا استفاده می‌شود، انجام دادند. این حامل‌ها پوششی بر روی میدان
پیزوالکتریکی داخل ساختار ایجاد می‌کنند و باعث تولید امواج نانوصوتی می‌شوند. سون
توضیح داد: «هنگام دستکاری، می‌توان از توزیع حامل‌های نوری و اشباع فضایی نیروی
پیزوالکتریک برای کاهش اندازه نقطه‌امواج نوری تولیدشده استفاده کرد. این امواج
نانوصوتی می‌توانند به‌عنوان یک چشمه مناسب برای تصویر‌برداری فوق‌صوتی نانویی که
نسخه نانویی از فوق‌صوت‌های پزشکی است، مورد استفاده قرار گیرند».
هم‌اکنون این گروه مشغول بهبود بخشیدن به این روشن هستند تا بتوانند یک موج
نانوصوتی کاملاً سه‌بعدی ایجاد نمایند. سون گفت: «در این حالت ساخت یک وسیله
نانوتصویربرداری غیر مخرب از زیر سطح میسر خواهد شد. این محققان قصد دارند مرحله
بعدی کار خود را با کاهش هرچه بیشتر مساحت مؤثر مربوط به مبدل پیزوالکتریک نوری
آغاز کنند».
نتایج این تحقیق در مجله Nature Nanotechnology منتشر شده‌است.
