نقاط کوانتومی به کمک خودرو های خودران می آیند
سی دی دریا: با تولید آشکارسازهای مادون قرمز با نقاط کوانتومی، خودرو های خودران از عملکرد بهتری نسبت به سیستم های آشکارساز فعلی برخوردار می گردند.
به گزارش سی دی دریا به نقل از مهر، آشکارسازهای حرکتی، خودرو های خودران و ماهواره ها چه وجه مشترکی دارند؟ همه آنها حاوی آشکارسازهایی برای شناسایی نور مادون قرمز (IR) هستند. چنین آشکارسازهایی در هسته خود علاوه بر الکترونیک بازخوانی به طور معمول از یک ماده نیمه هادی کریستالی تشکیل شده اند. ساخت چنین موادی چالش برانگیز است؛ آنها اغلب به شرایط بد محیطی مانند دمای بسیار بالا و انرژی زیادی حساسیت دارند. تیمی به رهبری ایوان شوربالکو از لابراتوار حمل و نقل در مقیاس نانو در EMPA درحال کار بر روی آشکارسازهای IR کوچک تولید شده حاوی نقاط کوانتومی هستند.
درک مفهوم نقاط کوانتومی برای بیشتر مردم ساده به نظر نمی رسد. شوربالکو توضیح می دهد: «خواص یک ماده نه فقط به ترکیب شیمیایی، بلکه به ابعاد آن نیز بستگی دارد. اگر ذرات کوچکی از یک ماده خاص تولید کنید، ممکنست خواص متفاوتی نسبت به قطعات بزرگتر از همان ماده داشته باشند. این به علت اثرات کوانتومی است، بدین جهت نقاط کوانتومی نامیده می شود.»
برای کشف و سنتز این ذرات جذاب، مونگی باوندی، لوئیس ای بروس و الکسی اکیموف در سال ۲۰۲۳ جایزه نوبل شیمی را دریافت نمودند.
نقاط کوانتومی کلوئیدی در یک محلول قرار می گیرند و می توانند با استفاده از پوشش چرخشی یا چاپ روی مواد مختلف اعمال شوند، این مواد ارزان تر، کم مصرف تر و انعطاف پذیرتر از نیمه هادی های معمولی هستند.
گروه تحقیقاتی ماکسیم کووالنکو در لابراتوار فیلم های نازک و فتوولتائیک بالاتر از ده سال است که روی سنتز نقاط کوانتومی از مواد مختلف کار می کند. شوربالکو و تیمش در این پروژه نقاط کوانتومی را برای تولید اجزای الکترونیکی کارآمدآشکارسازهای IR استفاده نمود.
در سال ۲۰۲۳، پژوهشگران Empa موفق شدند یک آشکارساز IR تولید شده از نقاط کوانتومی را روی یک فیبر پلیمری نوری چاپ کنند، کاری که با روش های ساخت آشکارسازهای IR معمولی ممکن نیست. برای دستیابی به این هدف، شوربالکو و دانشجوی دکترای او گوخان کارا با متخصص مواد، کووالنکو، با یاروسلاو رومانیوک، متخصص چاپ از لابراتوار فیلم های نازک و فتوولتائیک Empa، و با متخصص فیبر، رنه روسی از لابراتوار غشاء و فرآیندهای بیومیمتیک وارد همکاری شدند تا در نهایت این پروژه انجام شد.
یکی از کاربردهای احتمالی این فناوری منسوجات هوشمند خواهد بود. شوربالکو می گوید: «بازار جهانی نساجی بزرگ تر و سریع تر از بازار لوازم الکترونیکی مصرفی درحال رشد است. منسوجات تخصصی خصوصاً می توانند از آشکارسازهای IR انعطاف پذیر بهره مند شوند، لباس های کاربردی برای آتش نشانان یا منسوجات پزشکی برای نظارت بر بیمار همچون این کاربردها هستند.
از آنجا که هر آشکارساز از نقاط کوانتومی مختلفی به اندازه پنج نانومتر تشکیل شده است، می توان آشکارسازهای IR بسیار کوچکی ساخت. یک آشکارساز سریع مبتنی بر نقاط کوانتومی می تواند جایگزین سامانه های فعلی شده و سیستم های لیدار قدرتمند، ایمن و مقرون به صرفه را ارائه نماید.
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب