تولید سریع محصولات نانومواد با لیزر

به گزارش ایسنا ، «سیمون هنلی» ، عضو این گروه تحقیقاتی گفت: این فرآیند سریع است و می‌تواند بدون وقفه ادامه داشته باشد، همه آنچه که ما انجام می دهیم این است که متانول را به درون مخزن رشد تزریق کرده و نانوسیم‌های در محلول را جمع آوری می‌کنیم و این بدان معنا است که می‌توان آنها را برای قطعات یکپارچه به آسانی تهیه نمود.

وی افزود: می‌توان تخمین زد که بتوانیم با اندازه گرم بر ساعت آن را تهیه کنیم، اما این مقدار را می‌توان با یک لیزر قوی‌تر و توسط شلیک لیزر با سرعت بالاتر، افزایش داد.

نانوساختارهای اکسید آهن دارای کاربردهای بالقوه بسیاری مانند الکترودهای باتری یونی لیتیومی، حسگرهای گازی و ترانزیستورهای اثر میدان هستند. به‌علاوه، فازهای مغناطیسی اکسید آهن برای توسعه دهندگان قطعات ذخیره سازی اطلاعات چگالی بالا بسیار مورد توجه هستند.

این گروه برای ساخت این مواد از روش پالس لیزری ماورابنفش (248 نانومتر) استفاده کردند (مدت زمان هر پالس 25 نانوثانیه و آهنگ تکرار آن 25Hz) تابش لیزری محرک، به صورت افقی کل کف ظرف حاوی پودر اکسید آهن و متانول را طی می کند.

دما و فشار بالا در نقطه تابش لیزر در کف ظرف باعث می شود تا حلال اطراف آن به جوش آید. این فرایند منجر به پرش شدید ذرات آهن از ته ظرف و برگشتن به مسیر باریکه لیزری می‌شود، این اتفاق همانند یک نور روشن قابل مشاهده است.

هنلی و همکارانش معتقدند که واکنش‌های فوتو شیمیایی یا فوتو‌ترمال بین متانول و محصولات تابش، مسوول رشد نانوتسمه ها در محلول هستند. در ادامه واکنش بین لیزر و مواد نانوتسمه‌ای شکل منجر به آغاز فرایندهای غیرپیوسته‌ای می‌شود که باعث تجزیه محصولات اولیه به نانوسیم‌ها می‌شود.

این بدان معناست که زمان ماندن محصولات در ظرف رشد، عاملی کلیدی برای کنترل شکل نانوساختارهای اکسید آهن است.
سرعت جمع آوری بالا به نانوتسمه و سرعت جمع آوری پایین به نانوسیم منجر می‌شود.

در حال حاضر این تیم تحقیقاتی مشغول بررسی خواص الکتریکی نانوساختار با نگاهی به قطعات الکترونیکی نانومقیاس مانند ترانزیستورهای اثر میدان هستند.