science >> Wetenschap >  >> Chemie

UV-laser fotolyseert om de groei van diamanten te verbeteren

Energie heeft een dramatische invloed op de snelheid van chemische reacties. Door eenvoudig een gasfasereactiesysteem te verwarmen, wordt energie zonder onderscheid gedeponeerd in interne en translatiebewegingen van precursor- en intermediaire moleculen.

Meer specifieke excitaties van energietoestanden in de moleculen kunnen het verloop van een reactie regelen. Beheersing van chemische reacties is een intrigerend concept. De praktische redenen voor het zoeken naar een dergelijke controle variëren van het onderdrukken van ongewenste bijproducten tot het synthetiseren van nieuwe materiaalstructuren. Na aanzienlijke vooruitgang in lasertechnologie, lasers kunnen nu een unieke manier zijn om chemische reacties selectief aan te sturen door specifieke overgangen in reactantmoleculen te stimuleren. Ultraviolette fotochemie wordt al lang gebruikt om chemische controle te krijgen in moleculaire reacties die worden gemotiveerd door het onderdrukken van bijproductkanalen om de gewenste afzetting te verkrijgen.

Echter, er zijn weinig successen geboekt bij de praktische materiaalsynthese omdat de fotochemische effecten te zwak waren. Hoe dan ook, selectiviteit tussen verschillende concurrerende chemische processen in materiaalsynthese is aantrekkelijk omdat het een beter begrip van de reagerende kanalen mogelijk maakt, leidend tot procesbeheersing en verbeteringen.

Onderzoekers van de Universiteit van Nebraska-Lincoln, rapporteerde over een nieuwe laser-enabled syntheseroute om de voordelen van laserfotochemie in praktische materiaalsynthese te onderzoeken in een recent artikel in Licht:wetenschap en toepassingen . In dit werk, het is aangetoond dat UV-laserfotolyse van koolwaterstofsoorten de vlamchemie veranderde om de diamantgroeisnelheid en filmkwaliteit te bevorderen. De auteurs ontdekten dat de UV-laserfotolyse een sleutelrol speelt bij het onderdrukken van de vorming van de nevenproducten, niet-diamant koolstoffen. Deze ontdekking suggereert het grote potentieel van de laserfotolyse voor het aanzienlijk verbeteren van de synthese van een breed scala aan technisch belangrijke materialen.