ساخت لیزر با استفاده از نقاط کوانتومی بشقابی شکل

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد ویژه توسعه نانو، محققان روش جدیدی برای تولید لیزر ارائه کردند که در آن از نقاط کوانتومی بشقابی شکل (QDs) استفاده شده‌ است. این نقاط کوانتومی منجر به تولید نور لیزر مستمر می‌شودکه روشنایی بیشتر، قیمت کمتر و قابل تنظیم‌تر نسبت به ادوات رایج است.

15 سال پیش برای اولین بار از نقاط کوانتومی کلوئیدی (CQDs) برای ساخت لیزر استفاده شد، اما تولید تجاری آن به دلیل نیاز به نور زیاد برای برانگیختگی نقاط کوانتومی و گرم‌ شدن بیش از حد، با مشکل روبه‌رو شد. بیشتر لیزرهای حاوی نقاط کوانتومی دارای محدودیت در ایجاد پالس نور در حد چند نانوثانیه هستند.

یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه تورنتو، دانشگاه اوتاوا، دانشگاه نیومکزیکو، آزمایشگاه ملی لوس‌آلموس و دانشگاه راندربیلت با تغییر شکل نقاط کوانتومی، به جای تغییر در ابعاد، موفق به ساخت لیزر پالسی مستمر شدند.
این گروه، نقاط کوانتومی با هسته کروی و پوسته‌ای به شکل بشقاب ساختند. عدم تطابق ساختار میان هسته و پوسته موجب شد تا مقدار انرژی مورد نیاز برای ایجاد لیزر کاهش یابد. بنابراین گرمای تولید شده در آن به شدت کاهش می‌یابد و لیزر می‌تواند به‌ صورت مستمر نور تولید کند.
برای ایجاد نقاط کوانتومی با شکل ویژه، محققان مولکول‌های سرپوش‌دار را به محلول حاوی نقاط کوانتومی کلوئیدی اضافه کردند که با این کار به این نانوذرات فرصت داده می‌شود تا به شکل کنترل شده‌ای تولید شوند.
فنجیا فان از محققان این پروژه می‌گوید: «استفاده از فرآیند تولید مبتنی بر محلول هزینه تولید نقاط کوانتومی را کاهش می‌دهد. با این کار می‌توان امکان تولید انبوه نقاط کوانتومی را فراهم کرد».
در این روش محصول به دست آمده کاملاً یکنواخت است و ساختار مهندسی شده‌ای ایجاد می‌شود. البته هنوز نیاز به تحقیقات بیشتر وجود دارد تا این فناوری به مرحله تجاری‌سازی برسد.
پژوهشگران این پروژه قصد دارند تا این نقاط را با استفاده از الکتریسیته برانگیخته کنند تا توان تولید را به میلی‌وات و حتی وات برسانند. توانایی تولید لیزر با هر فرکانس دلخواهی با استفاده از یک ماده نظیر نقاط کوانتومی می‌تواند ابزار نوینی برای واکنش‌های بیو‌شیمیایی در سلول‌ها باشد.