Plazmony powstające w domieszkowanych borem diamentach mogą rozszerzyć gamę zastosowań diamentowych półprzewodników - informuje "Nature Communications".
Diament znany jest głównie ze swojej twardości oraz przejrzystości, ponadto znakomicie odprowadza ciepło, dlatego termoprzewodzące pasty z pyłem diamentowym stosuje się w urządzeniach elektronicznych. Zwykły diament jest znakomitym izolatorem, jednak dzięki domieszkom - staje się półprzewodnikiem, który znajduje zastosowanie w elektronice dużej mocy i optyce kwantowej nowej generacji.
Naukowcy z Case Western Reserve University i University of Illinois Urbana-Champaign (USA) odkryli kolejną interesującą właściwość diamentów z dodatkiem boru, znanych jako diamenty domieszkowane borem. Mogą w nich powstawać plazmony - fale elektronów, które poruszają się, gdy pada na nie światło - co pozwala na kontrolowanie i wzmacnianie pól elektrycznych w skali nanometrów. Jest to ważne dla zaawansowanych biosensorów, urządzeń optycznych w skali nano oraz dla ulepszania ogniw słonecznych i urządzeń kwantowych.
Wcześniej wiadomo było, że diamenty domieszkowane borem przewodzą prąd elektryczny, a pod wysokim ciśnieniem stają się nawet nadprzewodnikami. Ale w przeciwieństwie do metali, a nawet innych domieszkowanych półprzewodników, nie mają właściwości plazmonowych.
Dzięki obecnym odkryciom w przyszłości mogą powstać nowe typy urządzeń biomedycznych i kwantowych urządzeń optycznych - szybszych, wydajniejszych i zdolnych do przetwarzania informacji w sposób, w jaki nie potrafią tego robić klasyczne technologie.
"Zrozumienie, w jaki sposób domieszkowanie wpływa na reakcję optyczną półprzewodników, takich jak diament, zmienia nasze rozumienie tych materiałów" - powiedział Mohan Sankaran, profesor inżynierii jądrowej, plazmowej i radiologicznej na Illinois Grainger College of Engineering.
Materiały plazmoniczne, które wpływają na światło w skali nano, były wytwarzane od stuleci, zanim jeszcze zrozumiano naukowe zasady ich działania. Żywe kolory średniowiecznych witraży wynikają z metalowych nanocząsteczek osadzonych w szkle. Gdy przechodzi przez nie światło, cząsteczkite generują plazmony, które wytwarzają określone kolory. Nanocząsteczki złota wydają się rubinowo czerwone, podczas gdy srebrne - intensywnie żółte.
Diamenty, które są przezroczystymi kryształami pierwiastka węgla, można syntetyzować z dodatkiem niewielkich ilości boru, sąsiadującego z węglem w układzie okresowym. Bor zawiera o jeden elektron mniej niż węgiel, co pozwala mu przyjmować elektrony, tworząc "dziurę" w materiale, co ma wpływ na zwiększenie zdolności tego materiału do przewodzenia prądu. Sieć diamentowa domieszkowana borem pozostaje przezroczysta, z niebieskim odcieniem. (Słynny diament Hope jest niebieski, ponieważ zawiera niewielkie ilości boru).
Ze względu na swoje inne unikalne właściwości - jest również chemicznie obojętny i biologicznie kompatybilny - diament domieszkowany borem mógłby potencjalnie być używany tam, gdzie zawiodłyby inne materiały, na przykład w obrazowaniu medycznym, biochipach o wysokiej czułości lub czujnikach molekularnych.
Paweł Wernicki
Piękno tego typu opakowań polega na tym, że są aktywne, gdy produkt znajduje się na półce.
Nowe pojawienie się wirusa i stan epidemii ogłoszono w zeszłym tygodniu.
Nowe badania mogą mieć kluczowe znaczenie m.in. dla teorii powstania życia.
Według ekspertów wiele ze sprzedawanych jako świeże ryb, wcale takimi nie jest.
Naukowcy zrobili elektrolizer do produkcji wodoru na bazie odpadów chemicznych.