تولید نانوساختارهایی با ویژگی جدید

خودآرایی نانوساختارهای حاوی چند عنصر می‌تواند منجر به تولید موادی شود که
در فناوری‌هایی نظیر ذخیره‌سازی اطلاعات مورد استفاده قرار گیرد. محققان
آزمایشگاه ملی اوک ریج پیشرفت‌های قابل توجهی در ساخت این موادنانومقیاس
داشته‌اند. آمید گویال رهبر یک تیم تحقیقاتی با استفاده از ترکیب داده‌های
نظری و اطلاعات آزمایشگاهی اطلاعات جدیدی درباره نحوه کنترل و خودآرایی
نانونقاط و نانومیله‌های اکسید زیرکونیوم باریم به‌دست آورده است این
نانونقاط و نانومیله‌ها درون فیلم‌های اکسید مس باریم محصور هستند.

گویال می‌گوید ما دریافتیم که با اعمال یک فشار به نانونقاط و نانومیله‌های
محصور شده می‌توان آنها را به‌سمت خودآرایی تحریک کرد. با تنظیم این فشار،
می‌توان نانونقص‌هایی را درون این فیلم ابررسانا ایجاد کرد نقص‌هایی که هم
به‌صورت افقی و هم عمودی ایجاد شده‌اند. خودآرایی کنترل شده در مواد
ابررسانا می‌تواند موجب بهبود خواص آنها شوند به‌طور مثال آنیزوتروپی مواد
را کاهش می‌دهد، در نتیجه از این مواد می‌توان در محصولاتی که قرار است در
دمای بالا کار کنند استفاده کرد.

مفهوم فشار کنترل شده که در این پروژه به‌کار گرفته شد می‌تواند در تولید
نانوساختار‌ها مورد استفاده قرار گیرد و از آن در خودآرایی ترکیبات
چندعنصری استفاده کرد، با این کار ماده نهایی خواصی پیدا می‌کند که برای به‌کارگیری
در حوزه‌های مختلف الکترونیک نظیر مولتی فریک‌ها، مگنتوالکتریک،
ترموالکتریک، فتوولتائیک و ذخیره‌سازی اطلاعات با دانسیته بالا مناسب خواهد
بود.

گویال می‌گوید چنین فیلم‌های نانوکامپوزیتی با ساختار، غلظت و ویژگی‌های
ابعادی مختلف می‌تواند برای ایجاد خواصی جدید که تا کنون وجود نداشته
استفاده شود، خواصی که در مواد منفرد وجود نداشته و یا در هر یک از اجزاء
تشکیل دهنده این کامپوزیت به‌صورت مجزاء وجود نداشته است.

نتایج این پژوهش در نشریه Advanced Functional Materialsبه چاپ رسیده است.
دپارتمان انرژی مدیریت انجام این پروژه را به عهده داشته و حمایت مالی آن
را نیز انجام داده است. یک بخشی از این تحقیقات با تجهیزات SHaRE در
آزمایشگاه ملی اوک رینج انجام شده است که حمایت آن را اداره DOE علوم انجام
داده است.

اداره DOE بزرگترین حمایت کننده تحقیقات پایه در علوم فیزیک در ایالات
متحده آمریکا است که روی مباحث چالش برانگیز کار می‌کند. برای اطلاعات
بیشتر به پایگاه اینترنتی
http://science.energy.gov مراجعه نمایید.