الرئيسية - المساحة الإخبارية - إنتاج أرفع ثنائي مصدر للضوء بسماكة قدرها 3 ذرات

إنتاج أرفع ثنائي مصدر للضوء بسماكة قدرها 3 ذرات

تعتمد معظم الأجهزة الالكترونية الحديثة، من الشاشات التلفزيونية المسطحة إلى الهواتف الذكية والأجهزة التقنية القابلة للارتداء، تعتمد جميعها على الثنائيات المصدرة للضوء “الليدات LED’s”.

بشكل أساسي، فإن الثنائيات المصدرة للضوء عبارة عن مواد نصف ناقلة تقوم بإصدار الضوء عند مرور تيار كهربائي (حدوث انتقال الكترونات) ضمن بنيتها. وفي حين أن الأجهزة الحديثة تصبح أصغر وأرفع، فإن الحاجة والطلب على أنصاف النواقل الرفيعة وقليلة السماكة يصبح أكثر تزايداً، فضلاً عن الحاجات الأخرى المتمثلة بالمحافظة على الصلابة الميكانيكية الجيدة واستهلاك الطاقة المنخفض.

وأعلن مؤخراً فريق من جامعة واشنطن عن تمكنهم من بناء أرفع ثنائي مصدر للضوء LED حتى الآن، بكيفية تتيح استغلاله واستثماره كمصدر للطاقة الضوئية ضمن الأنظمة والأجهزة الالكترونية. يعتمد الثنائي الجديد في بنيته على طبقتين ثنائيتي البعد من مادة نصف ناقلة 2D Semiconductor Layer.

ويوضح كزايودونغ كزو – بروفيسور مساعد في علوم المواد وهندستها بجامعة واشنطن :” لقد أصبحنا قادرين على بناء أرفع ثنائي مصدر للضوء بسماكةٍ تبلغ 3 ذرات فقط، ومع ذلك فإننا حافظنا على القوة الميكانيكية اللازمة لاستثماره، ومثل هكذا ثنائي مصدر للضوء سيكون هاماً جداً في المستقبل للتطبيقات والأجهزة الالكترونية المتكاملة والمحمولة”.

عمل “كزو” مع الطالب المتخرج جايسون روس على هذا البحث الجديد، وقد تم نشر ورقة علمية عن نتائجهم ضمن مجلة Nature Nanotechnology بتاريخ 9 آذار/مارس.

معظم مستخدمي الأجهزة الالكترونية يستخدمون الثنائيات المصدرة للضوء ذات البنية ثلاثية الأبعاد، إلا أنها أكثر سماكةً من الثنائي الجديد المطور بجامعة واشنطن بمعدل 10 إلى 20 مرة.

يقول روس :” هذا الثنائي الجديد أقل سماكةً من شعرة الإنسان بحوالي 10000 مرة، ومع ذلك فإن الضوء الذي تقوم بإصداره قابل للقياس باستخدام أجهزة القياس التقليدية. هذه فقزة كبيرة بمجال تقنيات التصغير، وبما أن الثنائي يتكون من مواد نصف ناقلة، يمكنك أن تقوم تقريباً بكل الأمور التي تنفذها المواد نصف الناقلة ثلاثية الأبعاد “.

تم تشكيل الثنائي الجديد في جامعة واشنطن اعتماداً على شرائح مسطحة لمركب نصف ناقل يعرف بـ “ديسلنيد التنغستين Tungsten Diselenide” وهو مركب ينتمي لمجموعة المواد ثنائية الأبعاد التي تم تصنيفها مؤخراً على أنها أقل المواد نصف الناقلة سماكةً.

بالإضافة للتطبيقات المتعلقة بإصدار الضوء، يمكن لهذه التقنية أن تستخدم الضوء كوسيلة ربط من أجل تشغيل الشرائح الحاسوبية ذات الأبعاد النانوية، وذلك بدلاً من الأجهزة التقليدية التي تعتمد في بنيتها على الناقلية الالكترونية، حيث يسبب الاعتماد على الناقلية الالكترونية في الشرائح الحاسوبية لارتفاع معدل استهلاك الطاقة، بينما سيكون استخدام الطاقة الضوئية لإنجاز نفس المهام أمراً ذو استهلاك طاقة منخفض أكثر.

يقول كزو :” أحد الحلول الواعدة هو استبدال الربط الالكتروني بربط ضوئي، الذي يستطيع أن يحافظ على عرض المجال الكبير مع استهلاك طاقة منخفض أكثر. لقد جعل عملنا إمكانية تصنيع أجهزة عالية التكامل وذات كفاءة طاقية عالية تعتمد على الضوء أمراً ممكناً، وهو أمر ممكن استغلاله في الاتصالات البصرية والليزرات النانوية “.

يقوم الفريق البحثي الآن بالعمل على طرق أكثر كفاءة من أجل تشكيل هذه الثنائيات المصدرة للضوء قليلة السماكة، كما يعملوا على تحديد ومعرفة ماذا سيحصل عندما يتم جمعها وتكديسها بطرقٍ مختلفة. إضافةً لكل ما سبق، فإن هذه المواد الفريدة أظهرت قدرتها على التفاعل مع الضوء المستقطب بطرق جديدة كلياً عن أية مادة أخرى.

المصدر: موقع Phys.org
للاطلاع على الورقة البحثية المنشورة في Nature Nanotechnology: اضغط هنا

عن ماريو رحال

ماريو رحال
مهندس طبي ومدون تقني. مدير موقع عالم الإلكترون.

اضف رد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني . الحقول المطلوبة مشار لها بـ *

*

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

x

‎قد يُعجبك أيضاً

[هواوي ضد العالم] حظر جديد ضد قدرة الشركة على استخدام بطاقات الذواكر SD

لا يبدو أن الوضع سيتحسن بالنسبة لشركة هواوي الصينية فيما يتعلق بقرار حظر التعامل معها ...