Nýlega, fyrir tilviljun, notaði hópur vísindamanna frá svissneska alríkistæknistofnuninni í Lausanne í Sviss og Tækniháskólanum í Tókýó í Japan ofurhraða leysirpúlsa frá femtósekúndu leysir til að geisla frumeindir í tellúrítgleri og uppgötvaði minnst á óvænt leyndarmál.
Atóm af tellúrítgleri sem geislað var með femtósekúndu leysinum endurskipulagt, sem gerir vísindamönnum kleift að uppgötva leið til að breyta tellúrítgleri í hálfleiðara efni. Hvers vegna er þessi uppgötvun ótrúleg? Ástæðan er fyrst og fremst sú að þegar hálfleiðaraefni verða fyrir sólarljósi mynda þau rafmagn sem þýðir að í framtíðinni verður hægt að breyta gluggum í daglegu lífi fólks í eins efnis ljóssöfnunar- og skynjunartæki sem án efa hafa mikla möguleika.
Tilraunateymið frá svissneska alríkistæknistofnuninni í Lausanne (EPFL), Sviss, lenti í því að mynda hálfleiðandi tellur nanókristallaða fasa á glerflötum þegar þeir voru að reyna að skilja sjálfsskipulagsferli í gleri, sem kveikti hugmyndina um að kanna mögulegar ljósleiðandi eiginleika og ljósuppskerutæki tengd þeim.
Vísindamennirnir gerðu uppgötvunina með því að breyta glerinu og greina áhrifin með hjálp tellúrítglers sem framleitt var af samstarfsmönnum við Tækniháskólann í Tókýó í Japan og femtósekúndu leysir.
Eftir að hafa ætið einfalt mynstur af línum á yfirborð 1-cm-þvermáls tellúrítglers, kom í ljós að glerið var fær um að mynda rafstrauma sem stóðu í marga mánuði þegar það var geislað í útfjólubláu og sýnilegu litrófinu.
Svo hvernig gerir femtosecond leysir það? Það byrjar með meginreglunni um femtósekúndu leysirvinnslu.
Femtósekúndu leysirvinnsla er háþróuð vinnslutækni sem byggir á ólínulegri frásogs- og jónunarkerfi fyrir fjölljóseindir. Þegar femtósekúndu ljóspúls er beitt á yfirborð efnis eða á innra hluta gagnsæs efnis er verkunarsvæði ljóspúlsins afar lítið vegna þess hve lengi ljóspúlsinn varir (femtósekúndustig), á meðan ljósstyrkur er mjög hár. Í þessu tilviki hefur orka leysipúlsins ekki tíma til að ferðast um verkunarpunktinn þannig að aðgerð eða vinnsla ljóspúlsins er lokið á mjög stuttum tíma.
Þessi afar stutti verkunartími gerir það að verkum að orka leysipúlssins er frásogast af efninu aðallega með ólínulegu frásogsferli, í stað hefðbundins línulegrar frásogs ljóseindaorku. Vegna ólínulegrar frásogs safnast orka leysipúlsins ekki upp af efninu í formi hita og því er hitinn sem myndast nánast hverfandi.
Þar sem mjög lítill hiti myndast er nánast engin hitaskemmd á efninu sem unnið er, sem er stór kostur við femtósekúndu leysirvinnslu. Þessi tegund af vinnslu forðast hitaflutningsáhrif, sem leiðir til mun meiri nákvæmni og árangurs.
Það er einmitt vegna þess að femtósekúndu leysirvinnsla kallar fram staðbundið jónunarfyrirbæri sem kemur af stað með fjölljóseinda frásogsferlinu, sem magnast enn frekar upp með síðari hlaupandi atburðum eins og snjóflóðum og/eða jónun jarðganga.
Einfaldlega sagt, þegar innri uppbygging efnis er rofin og það er í ástandi, hafa aðstæður skapast fyrir raðbrigða efnisfasa sem eru stöðugri samanborið við upphaflega óstöðuga (glerkenndan eða ekki glerkenndan) hliðstæða þeirra.
Þegar um telúrítgler er að ræða, þar sem uppbygging þess breytist við útsetningu fyrir femtósekúndu leysi, myndast fræ sem samanstanda af þyrpingum af tellúratómum og vaxa að lokum í tellúrít nanókristalla þegar glerfasinn brotnar niður.
Upphaflega leiðir efnið ekki rafmagn og getur ekki safnað ljóseindum, en þegar það hefur verið umbreytt með femtosecond leysir er staðbundin hegðun þess allt önnur.
Það sem er líka ótrúlegt er að þetta verk krefst ekki margs konar efna til að búa til, heldur einfaldlega notar leysirinn til að breyta efninu á staðnum þannig að breytta svæðið hegðar sér öðruvísi en upprunalega efnið. Lágur kostnaður og einfaldleiki þess að nota leysir gerir það skalanlegt að hvaða gerð/stærð undirlags sem er, einfaldlega með því að skanna leysigeislann yfir yfirborð efnisins.
Það eru enn vandamál með rannsóknirnar sem þarf að skilja ítarlega og enn er ferli sem þarf að fara í gegnum til að bæta afköst tækisins og taka hugmyndina frá tilraunum til iðnaðarlendingar.
Ein af stóru áskorunum er að tryggja að endurbættu svæðin sem gleypa ljós séu einnig svæði sem eru ósýnileg með berum augum svo að glugginn geti viðhaldið virkni sinni á sama tíma og fólk geti séð skýrt í gegnum glerið til ytra, heldur glerinu fagurfræðilegu. ánægjulegt.
Hins vegar, á þessu stigi, hafa sum hugsanleg ljóseindatækni sem krefst vinnu eins og að greina og mæla nærveru ljóss á tilteknum bylgjulengdum eða litrófssviðum geta notið góðs af þessu.
