ذرات نانو به ویژه نانومیله طلایی قابلیت بازتاب نور بسیار قوی و کاربردی دارند. تا به امروز تصور غالب این بود که این ویژگی به خاطر پراکندگی رامان است اما محققان دانشگاه رایس نشان داده‌اند علت این پدیده نورتابناکی است.
درک چرایی و چگونگی بازتاب نور توسط نانوذرات مختلف از جمله نانومیله ها به بهبود کارایی سلول‌های خورشیدی و طراحی ذراتی که از نور برای واکنشهای زیست شیمیایی را فعال یا حس می‌کنند، کمک شایانی خواهد کرد.
یکی از جالب‌ترین مباحث در زمینه تحقیقات نانو این است که چطور یک نور رنگی می‌تواند منجر به ساطع شدن نوری با رنگ دیگر از برخی ذرات نانو بشود. مدت هاست که این سوال بحث‌های علمی زیادی ایجاد کرده و آنطور که یی‌یو چای نویسنده ارشد گروه تحقیقاتی می‌گوید ریشه آن به مطالعه نیمه‌رساناها در دهه هفتاد برمی‌گردد و اخیرا به حوزه ساختارهای پلاسمونیک هم بسط پیدا کرده است. چای درباره علت این پدیده می‌گوید:
«افکت رامان مثل یک توپ است که به جسمی برخورد می‌کند و برمی‌گردد. اما در نورتابناکی آن جسم نور را جذب می‌کند، انرژی درون ذره را به حرکت وامیدارد و بازتاب بعد از آن رخ می‌دهد.»
هشت سال قبل گروه تحقیقاتی استفان لینک از دانشگاه رایس اولین مطالعه طیف‌سنجی روی تابناکی یک نانومیله پلاسمونیک را انجام دادند و این تحقیق جدید هم براساس همین یافته‌ها انجام شده است. محققان در این مطالعه جدید نشان دادند درخشش زمانی ایجاد می‌شود که حامل‌های داغ – الکترون‌ها و سوراخهای روی فلزات رسانا – توسط انرژی لیزر موجی مداوم تحریک بشوند و بعد از آرام شدن دوباره بهم متصل بشوند.
محققان با تاباندن فرکانس‌های خاص نور لیزر روی نانومیله های طلایی موفق به مشاهده دماهایی شدند که فقط در الکترون‌های برانگیخته وجود دارد. این یک نشانه از فرایند نورتابناکی است چون در پدیده رامان دمای متعادل فوتون‌ها مسئول بازتاب نور است (نه الکترون‌های برانگیخته).
لینک و چای معتقدند گواه این فرایند در کارایی بازتاب آنتی استوک در مقایسه با بازتاب استوک است. بازتاب آنتی استوک وقتی دیده می‌شود خروجی انرژی یک ذره بیشتر از ورودی انرژی باشد اما بازتاب استوک – موضوع مطالعه قبلی – دقیقا برعکس است. این دو مطالعه نشان می‌دهد اندازه‌گیری استوک و آنتی استوک ابزار بسیار غنی و دقیقی برای محققان است.
نقره، آلومینیوم و سایر نانوذرات فلزی هم پلاسمونیک هستند و پروفسور چای انتظار دارد ویژگی‌های استوک و آنتی استوک آنها هم مورد مطالعه قرار بگیرد. اما ابتدا قصد دارد نحوه تخریب نورتابناکی نانومیله را مطالعه کند. به این ترتیب طول عمر بازتاب را اندازه می‌گیرند تا مشخص بشود چقدر بعد از خاموش شدن لیزر روشن خواهد ماند.
دیدگاهتان را بنویسید
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.