Dijamant, poznat po svojoj izuzetnoj tvrdoći i providnosti, pokazuje se kao izvanredan materijal za visokonaponsku elektroniku i kvantnu optiku najnovije generacije. Dodavanjem nečistoća poput bora, dijamant može biti projektovan da provodi električnu struju na način sličan metalima.
Istraživači sa Univerziteta Case Western Reserve i Univerziteta Ilinois u Urbana-Šampejnu otkrili su izuzetno novo svojstvo borom dopiranih dijamanata.
Ovi unapređeni dijamanti mogli bi dovesti do revolucionarnih dostignuća u biomedicinskim i kvantno-optičkim uređajima, omogućavajući brže i efikasnije tehnologije sposobne za obradu informacija na načine koje tradicionalni sistemi ne mogu postići. Nalazi, objavljeni danas (14. januara) u časopisu Nature Communications, naglašavaju transformativni potencijal ovog otkrića.
Napredak u nanoskopskim optičkim uređajima
Istraživači su otkrili da borom dopirani dijamanti pokazuju plazmone—talase elektrona koji se kreću kada svetlost padne na njih—što omogućava kontrolu i pojačanje električnih polja na nanometarskoj skali.
Ovo je značajno za napredne biosenzore, nanoskopsku optiku i unapređenje solarnih ćelija i kvantnih uređaja. Ranije je bilo poznato da borom dopirani dijamanti provode električnu struju i postaju superprovodnici, ali ne i da imaju plazmonska svojstva. Za razliku od metala ili drugih dopiranih poluprovodnika, borom dopirani dijamanti ostaju optički providni.
Uvidi u kvantne i optičke inovacije
„Dijamant nastavlja da sija,“ rekao je Đuzepe Stranđi, profesor fizike na Univerzitetu Case Western Reserve, „bukvalno i kao svetionik za naučne i tehnološke inovacije. Kako ulazimo dublje u eru kvantnog računarstva i komunikacija, otkrića poput ovog nas približavaju iskorišćavanju punog potencijala materijala na njihovom najosnovnijem nivou.“
„Razumevanje kako dopiranje utiče na optički odgovor poluprovodnika poput dijamanta menja naše razumevanje ovih materijala,“ dodao je Mohan Sankaran, profesor nuklearne, plazmene i radiološke inženjerije na Grainger koledžu inženjeringa Univerziteta Ilinois.
Istorijski kontekst i buduće implikacije plazmonskih materijala
Plazmonski materijali, koji utiču na svetlost na nanoskali, fascinirali su ljude vekovima, čak i pre nego što su njihovi naučni principi bili poznati. Žive boje u srednjovekovnim vitražima rezultat su metalnih nanočestica ugrađenih u staklo. Kada svetlost prolazi kroz njih, ove čestice generišu plazmone koji stvaraju specifične boje.
Nanočestice zlata izgledaju rubin-crveno, dok nanočestice srebra pokazuju živopisnu žutu boju. Ova drevna umetnost osvetljava interakciju između svetlosti i materije, inspirišući savremena dostignuća u nanotehnologiji i optici.
