Science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Het maken van hoogwaardige kristallen die sterk resoneren met infrarood licht

In hun onderzoek, gepubliceerd in ACS Nano in 2022 maakten de onderzoekers de nanolinten met behulp van een aanpak genaamd flame vapor deposition (FVD). FVD is snel, goedkoop en schaalbaar. Het is een verbetering ten opzichte van een eerdere methode waarbij plakband werd gebruikt om materiaallagen van bulkmateriaal af te pellen. FVD heeft ook geen extra behandelingen nodig die de kristallen kunnen beschadigen en vervuilen, waardoor de kwaliteit ervan afneemt.

De met FVD geproduceerde nanolinten hebben uitzonderlijk gladde, parallelle randen die fungeren als reflecterende oppervlakken. Hierdoor kunnen de nanolinten op natuurlijke wijze fungeren als ideale resonantieholtes voor staande trillingsgolven. Het werk maakt de directe, snelle en schaalbare productie mogelijk van hoogwaardige infraroodresonatoren voor onderzoek en ontwikkeling.

Met behulp van FVD kweekten onderzoekers nanolinten van molybdeenoxide (MoO3 ), een materiaal dat eigenschappen vertoont die mogelijk nuttig zijn voor het afstemmen van de resonanties op frequenties van infrarood licht. Ze controleerden de grootte en vorm van de gesynthetiseerde monsters door de temperatuur, de molybdeenconcentratie en de tijd te variëren.

Om de kwaliteit van deze nanoresonatoren te meten, gebruikten de onderzoekers Synchrotron Infrared Nano-Spectroscopie (SINS) bij de Advanced Light Source, een gebruikersfaciliteit van het Department of Energy (DOE) Office of Science in het Lawrence Berkeley National Laboratory. SINS gebruikt de punt van een atoomkrachtmicroscoop om bundels infrarood licht van de synchrotronstraling te focusseren tot een vlekgrootte die kleiner is dan de golflengte van het infraroodlicht.

De resulterende resonantiekaarten karakteriseren voor het eerst volledig de ultrabreedband-infraroodrespons van FVD-gesynthetiseerde MoO3 nanolinten met hoge ruimtelijke en spectrale resolutie, die resonantiemodi voorbij de 10e orde detecteren. De kwaliteitsfactoren – een maatstaf voor de scherpte van de resonanties – leveren duidelijk bewijs van de hoge kristalkwaliteit van de gesynthetiseerde nanolinten.

Meer informatie: Shang-Jie Yu et al., Ultrahoge kwaliteit infrarood polaritonische resonatoren gebaseerd op bottom-up-gesynthetiseerde van der Waals nanolinten, ACS Nano (2022). DOI:10.1021/acsnano.1c10489

Journaalinformatie: ACS Nano

Aangeboden door het Amerikaanse ministerie van Energie




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Cilia: definitie, types en functie
  2. Waar wordt de kern in de cel gevonden en waarom?
  3. Evolutionaire geschiedenis vormt variatie in houtdichtheid:studie
  4. Hoe ver reizen invasieve soorten?
  5. Stelten vliegen honderden kilometers om eieren te leggen die meer dan 50% van hun lichaamsgewicht uitmaken
  6. Een fossiele baby hielp wetenschappers uit te leggen hoe zoogdieren floreerden na het uitsterven van de dinosauriërs
  7. Zijn de ethiek van synthetische biologie geschikt voor het doel?
  8. De reis van mangroven in Zuid-Japan volgen
  9. Oceaanmonumenten worden geconfronteerd met mogelijk verlies van bescherming

Wetenschap