لیزر در ابعاد نانومتری ساخته شد

به گزارش ایسنا به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو، محققان دانشگاه صنعتی کاوناس(KTU) در لیتوانی و دانشمندانی از ژاپن برای ایجاد یک نانولیزر جدید با یکدیگر همکاری کردند. نتایج یافته‌های آنها در قالب مقاله‌ای در نشریه Nanoscale Horizons منتشر شده است.

اگرچه اندازه این لیزر آنقدر کوچک است که ساختار آن را تنها با میکروسکوپ قوی می‌توان دید، اما پتانسیل استفاده از آن بسیار زیاد است. این اختراع کاربردهای بالقوه‌ای در تشخیص‌های پزشکی اولیه، فناوری اطلاعات و فناوری‌های امنیتی دارد و ابزاری اساسی برای مطالعه برهمکنش‌های میان مواد سبک است.

مینداوگاس جودناس از محققان دانشگاه صنعتی کاوناس می‌گوید: « نانولیزرها لیزرهایی هستند که از ساختارهایی یک میلیون برابر کوچک‌تر از یک میلی‌متر برای تولید و تقویت نور استفاده می‌کنند و تابش لیزر توسط حجم بسیار کمی از مواد ایجاد می‌شود.»

چنین نانولیزرهایی برای مدتی طولانی مورد مطالعه و تولید قرار گرفته‌اند. با این حال، نسخه توسعه یافته توسط دانشمندان دانشگاه صنعتی کاوناس از نظر روش ساخت منحصر به فرد است. در آن از نانومکعب‌های نقره استفاده شده که به طور مرتب روی یک سطح قرار گرفته و با یک ماده فعال نوری پر شده‌اند.

جودناس افزود: «نانو مکعب‌های نقره ذرات نقره بسیار کوچک و تک‌کریستالی با خواص نوری عالی هستند. این بخش مهمی از نانولیزری است که ما توسعه داده‌ایم.»

این نانومکعب‌ها با استفاده از فناوری جدید توسعه یافته توسط شرکای دانشگاه صنعتی کاوناس در ژاپن سنتز می‌شوند که شکل و کیفیت عالی دارند. سپس این نانومکعب‌ها با استفاده از خودآرایی نانوذرات در ساختاری دو بعدی سازماندهی می‌شوند.

در طول این روش، ذرات به طور طبیعی خود را از یک محیط مایع به یک الگوی از پیش تعیین شده در می‌آورند. هنگامی که پارامترهای الگو با ویژگی‌های نوری نانومکعب‌ها منطبق می‌شوند، پدیده خاصی به نام رزونانس شبکه سطحی ایجاد می‌شود که تولید نور موثر را در یک محیط فعال نوری امکان‌پذیر می‌کند.

در حالی که لیزرهای معمولی از آینه برای دستیابی به این اثر استفاده می‌کنند، نانولیزر توسعه یافته توسط محققان دانشگاه صنعتی کاوناس از سطحی پوشیده شده با نانوذرات استفاده می‌کند.

زمانی که نانو مکعب‌های نقره در یک الگوی تناوبی قرار می‌گیرند، نور بین آن‌ها محبوس می‌شود. جوودناس توضیح داد: «به نوعی، این فرآیند سالنی از آینه‌ها را در یک شهربازی به یاد ما می‌آورد، اما در این پروژه، به جای آینه، نانومکعب هستند و بازدیدکننده پارک نیز نور است.»

با استفاده از نانومواد باکیفیت و آسان ساخته شده مانند نانومکعب‌های نقره، لیزر برای کارکردن به انرژی کمی نیاز دارد که به لیزرها امکان تولید انبوه را می‌دهد.