این ماده هم فلز است و هم شیشه!
با فناوری: یک کریستال جدید که هم خاصیت های شیشه و هم خاصیت های فلز را دارد، می تواند نور را به روشهای شگفت انگیزی تنظیم کند و روزنه ای را به طرف ساخت عینک های واقعیت افزوده فوق نازک، لنزهای هوشمند و تراشه های نوری ریز و پرسرعت بگشاید.
به گزارش با فناوری به نقل از خبر آنلاین، ساخت فناوری های پوشیدنی حدودا نامرئی مانند لنزهای هوشمند و عینک های واقعیت افزوده فوق نازک، به طراحی مجدد اساسی اجزای نوری مرسوم نیاز دارد. محققان بجای اتکا بر لنزها و سخت افزارهای حجیم، درحال بررسی موادی هستند که می توانند نور را در مقیاس اتمی تنظیم کنند.
به نقل از ایسنا، گروهی از اعضاء شرکت «XPANCEO» در امارات متحده عربی که با دانشمندانی از «دانشگاه ملی سنگاپور»(NUS) و «دانشگاه شیمی و فناوری پراگ»(UCT Prague) همکاری می کنند، پیشرفت بزرگی را دراین خصوص گزارش کرده اند. پژوهش آنها روی یک کریستال لایه ای به نام «اکسی کلراید مولیبدن»(Molybdenum oxychloride) یا «MoOCl2» متمرکز است که مجموعه ای از خواص نوری غیرمعمول را نشان میدهد و می تواند به کوچک سازی چشم گیر دستگاههای نوری آینده کمک نماید.
این تحقیق نخستین نقشه برداری تجربی را از رفتار نوری کریستال عرضه می کند. نتایج این تحقیق نشان می دهند MoOCl2 قوی ترین اثر خمش نور را که تا حالا در یک ماده طبیعی اندازه گیری شده است، از خود نشان میدهد و می تواند راهی را به طرف ساخت فناوری های نوری خیلی کوچک تر و توانمندتر باز کند.
محققان MoOCl2 را بعنوان نوعی «آفتاب پرست نوری» توصیف می کنند که رفتار آن با عنایت به نحوه جهت گیری کریستال تغییر می کند. این ماده وقتی در یک جهت خاص قرار می گیرد، نور را مانند فلز منعکس می کند و اگر آنرا ۹۰ درجه بچرخانید، مانند شیشه شفاف می شود. این خاصیت غیرمعمول از ناهمسان گردی نوری شدید آن ناشی می شود؛ به این معنا که خاصیت های آن با عنایت به جهت بطور شایان توجهی تغییر می کنند.
همچنین، مقدار دوشکستی این کریستال حدودا ۲.۲ است که به آن امکان می دهد تا نور را با راندمان استثنایی تقسیم و خم کند. برای XPANCEO، این امر می تواند کنترل نور پیچیده مورد نیاز برای نمایشگرهای واقعیت افزوده را با بهره گیری از موادی که هزاران برابر نازک تر از موی انسان هستند، امکانپذیر کند.
فیزیکدانان چندین سال است که به علت ساختار الکترونیکی غیرمعمول MoOCl2، آنرا مطالعه می کنند. این ماده بعنوان «فلز بد» طبقه بندی می شود و حاوی زنجیره های تک بعدی اتم های مولیبدن است. این زنجیره ها به الکترون ها امکان می دهند تا در یک جهت آسان تر از جهت دیگر حرکت کنند. درنتیجه، کریستال در امتداد یک محور مانند یک فلز و در امتداد محور عمود مانند یک ماده دی الکتریک رفتار می کند و ناهمسان گردی فوق العاده قوی خودرا به وجود می آورد.
محققان دریافتند که نزدیک به ۵۱۲ نانومتر در ناحیه سبز طیف مرئی، یکی از اجزای واکنش نوری کریستال به صفر نزدیک می شود. از نظر عملی، این امر می تواند میدان الکتریکی درون ماده را تشدید کند، به کندی نور منجر شود، انرژی الکترومغناطیسی را در حجم خیلی کمی فشرده کند و تعامل بین نور و ماده را افزایش دهد.
این پدیده بعنوان نقطه اپسیلون نزدیک به صفر در نور مرئی شناخته می شود. خیلی از مواد چنین رفتاری را فقط در نواحی فرابنفش عمیق یا فروسرخ میانی نشان می دهند، اما MoOCl2 به این حالت در طیف مرئی می رسد. این مورد مهمی است، برای اینکه خیلی از فناوری های موجود همچون لیزرها، میکروسکوپ ها، دوربین ها و حسگرها اکنون در این محدوده عمل می کنند. این نقشه نوری دقیق، پتانسیل این ماده را برای کوچک سازی بیشتر فناوری های نوری برجسته می کند.
به علت ناهمسان گردی ساختاری قوی، MoOCl2 بعنوان یک محیط هذلولی طبیعی عمل می کند. به عبارت ساده، این امر به نور اجازه می دهد تا در مسیرهای نانومقیاس خیلی جهت دار و بدون پراکندگی از کریستال عبور کند که یک الزام کلیدی برای ساخت مدارهای نوری کوچکتر است.
عملکرد این ماده در طیف مرئی، جذابیت آنرا برای تراشه های فوتونیک مجتمع بیشتر می کند که در آنها نور باید در فضاهای خیلی کوچک هدایت، فیلتر و متمرکز شود.
نتایج این تحقیق، فرصت هایی را در نانوفوتونیک غیرخطی نشان می دهند که در آن میتوان از تعامل شدید نور و ماده برای ایجاد رنگ های جدید نور یا پردازش کارآمدتر سیگنال های نوری بهره برد.
به طور خلاصه این خاصیت غیرمعمول از ناهمسان گردی نوری شدید آن ناشی می شود؛ به این معنا که خاصیت های آن با توجه به جهت به طور شایان توجهی تغییر می کنند. این زنجیره ها به الکترون ها امکان می دهند تا در یک جهت آسان تر از جهت دیگر حرکت کنند. درنتیجه، کریستال در امتداد یک محور مانند یک فلز و در امتداد محور عمود مانند یک ماده دی الکتریک رفتار می کند و ناهمسان گردی فوق العاده قوی خودرا به وجود می آورد.
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب