به گزارش گروه وبگردی باشگاه خبرنگاران، مسعود کاوه باغبادورانی، دانشجوی دکترای دپارتمان فیزیک دانشگاه سینسیاتی و همکارانش به بررسی دستکاری نور در نانوسازه‌های پلاسمونیکی با استفاده از میرایی فاز و دینامیک جمعیت زوج الکترون – حفره در نانوسیم‌های نیمه رسانای هسته-پوسته با پوشش فلزی پرداخته‌اند.

این روش می‌تواند اتلاف انرژی و تولید حرارت را به حداقل برساند. این تحقیق بر هدایت نور از میان فیلم‌های فلزی با ضخامت نانومتری – یک هزارم نازکی موی انسان – برای انتشار نور با امواج پلاسمون که یک نوسان الکترون انباشتی است، تمرکز دارد.

پلاسمونیک یک حوزه تحقیقاتی نوظهور است و به دلیل تلفات مقاومت بالا در فیلم‌های فلزی با محدودیت‌هایی روبرو است. کاوه باغبادورانی به بررسی نانوسیم‌های نیمه رسانی هیبریدی فلز/آلی پرداخته که به عنوان یک پمپ انرژی برای جبران اتلاف انرژی در پوشش فلزی عمل می‌کند.

کاوه باغبادورانی، رهبر این تحقیق گفت: ما این کار را با آلیاژ نقره انجام داده‌ایم و اکنون قصد داریم آن را با طلا تکرار کنیم. هدف از این کار، درک بهتر و تلاش برای مدلسازی چگونگی انتقال انرژی از نانوسیم نیمه‌رسانا به درون فلز است. متغیرهای مختلفی برای درک این انتقال انرژی یا جفت‌سازی انرژی وجود دارد. ما در حال کار برای ارتقای جفت‌سازی بین نانوسیم‌های نیمه‌رسانا و پوشش فلزی هستیم.

علاوه بر کاربرد فلز متفاوت، محققان از چیدمان عمودی ساختار نانوسیم استفاده می‌کنند. آن‌ها همچنین روشی را برای احاطه کردن کامل نانوسیم‌ها با لایه‌های فیلم طلای با ضخامت 10 نانومتر ایجاد کردند که در آن، یک ماده آلی مندرج به عنوان لایه فاصله نگهدار برای کنترل انتقال انرژی از نانوسیم به فلز عمل می‌کند.

این تحقیق همچنین به بررسی تاثیرات استفاده از ضخامت‌های مختلف لایه فاصله نگهدار آلی بر جفت‌سازی انرژی می‌پردازد.

کاوه باغبادورانی اظهار کرد: زمانی که از مواد آلی متفاوت در ساختار پلاسمونیک استفاده می‌کنیم، می‌توانیم عمر حامل‌های بار برانگیخته را افزایش دهیم، از این رو آن‌ها می‌توانند در فاصله بیشتری درون ساختار حرکت کرده و سپس در فلز گیر کنند. با تغییر ضخامت فاصله نگهدار آلی می‌توانیم فرآیند انتقال انرژی را کنترل کنیم.

کاربردهای آینده این تحقیق می‌تواند شامل عملکرد سریعتر و ارتقایافته رایانه ها و سایر دستگاههای الکترونیک هوشمند، سلول‌های خورشیدی و حتی ابرلنزهایی باشد که نسل کنونی میکروسکوپ‌ها را ارتقا می‌بخشند.

این تحقیق قرار است در نشست سالانه انجمن فیزیک آمریکا در تگزاس ارائه شود.