วัสดุเรืองแสงจากกลไกชนิดใหม่สามารถจัดเก็บข้อมูลเกี่ยวกับเหตุการณ์ทางกลที่ประสบ จากนั้นจึงเปิดเผยประวัติของวัสดุดังกล่าวภายใต้ “สปอตไลท์” แบบเลเซอร์ได้มากถึงสามวันต่อมา แสดงให้เห็นโดย Philippe Smet และเพื่อนร่วมงานที่LumiLabซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของมหาวิทยาลัย Ghent ในเบลเยียม วัสดุดังกล่าวได้มาจากหน่วยความจำที่ยาวนานจากอิเล็กตรอนที่ตื่นเต้นซึ่งติดอยู่
ภายในข้อบกพร่องในโครงผลึกของวัสดุ
การค้นพบของทีมอาจมีการใช้งานหลายอย่าง รวมถึงวิธีการใหม่ในการบันทึกความเสียหายต่อส่วนประกอบหรือโครงสร้าง วัสดุเรืองแสง (ML) จะเปล่งแสงเมื่ออยู่ภายใต้ความเค้นทางกลและการเสียรูป เช่น การแตกหัก การโค้งงอ และการบีบอัด ในวัสดุบางชนิด ผลกระทบของ ML สามารถเกิดขึ้นได้โดยการฉายรังสีวัสดุด้วยแสงสีน้ำเงินหรืออัลตราไวโอเลตในครั้งแรก ในขณะที่อิเล็กตรอนจำนวนมากที่ถูกกระตุ้นด้วยแสงนี้จะปล่อยพลังงานออกมาทันที เศษส่วนจะติดอยู่ในสถานะพลังงานที่สูงขึ้นซึ่งเกี่ยวข้องกับข้อบกพร่องในโครงผลึกของวัสดุ จากนั้น เมื่อวัสดุประสบกับความเครียดทางกล อิเล็กตรอนที่ติดอยู่จะกลับสู่ศูนย์กลางการเรืองแสงของพวกมัน โดยปล่อยโฟตอนในกระบวนการ
คุณสมบัตินี้อาจมีประโยชน์สำหรับการใช้งานหลายอย่าง รวมถึงการตรวจจับแรงกดและการตรวจจับความเสียหาย อย่างไรก็ตาม เนื่องจากวัสดุ ML เหล่านี้จะปล่อยแสงเฉพาะเมื่อมีการใช้แรงกด วัสดุที่ใช้สำหรับวัตถุประสงค์ดังกล่าวจะต้องได้รับการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง
ช่วงความลึกของกับดักข้อบกพร่องนี้เป็นอุปสรรคต่อการพัฒนาวัสดุ ML แต่ทีมของ Smet หลีกเลี่ยงปัญหาดังกล่าวได้ด้วยคริสตัล ML ที่มีข้อบกพร่องซึ่งมีความลึกของกับดักที่หลากหลาย ในวัสดุนี้ซึ่งมีสูตรทางเคมี BaSi 2 O 2 N 2 :Eu 2+ความเค้นทางกลจะผลักอิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้นบางส่วนเข้าไปในกับดักที่ลึกกว่าซึ่งจะถูกเก็บไว้เกือบจะไม่มีกำหนด – โดยพื้นฐานแล้ว “การเขียน” ข้อมูลเกี่ยวกับประวัติของวัสดุลงใน โครงสร้างคริสตัล อิเล็กตรอนที่ติดอยู่ลึกเหล่านี้สามารถหลบหนีและปล่อยโฟตอนได้ก็ต่อเมื่อได้รับรังสีอินฟราเรด ซึ่งหมายความว่าข้อมูลเกี่ยวกับความเครียดในอดีตสามารถ “อ่านออก” ได้ทางสายตา
เพื่อแสดงให้เห็นถึงผลกระทบของหน่วยความจำความดัน
Smet และเพื่อนร่วมงานลากแท่งข้ามตัวอย่างของวัสดุ จากนั้นวัดการเรืองแสงของมันหลังจากฉายรังสีด้วยเลเซอร์อินฟราเรดในเวลาที่ต่างกัน พวกเขาพบว่าหน่วยความจำของวัสดุเกี่ยวกับตำแหน่งและความรุนแรงของความเค้นเชิงกลนั้นคงอยู่นานกว่าสามวัน เป็นครั้งแรกที่สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าการกระทำทางกลสามารถนำไปสู่การสับเปลี่ยนอาชีพกับดักในวัสดุ ML
Smet และเพื่อนร่วมงานจินตนาการว่าวัสดุ ML ที่น่าจดจำของพวกเขาสามารถนำไปใช้ในการตรวจจับความเสียหายต่ออาคาร ยานพาหนะ และโครงสร้างอื่นๆ ซึ่งการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องไม่สามารถทำได้ การค้นพบของพวกเขายังสามารถแจ้งการศึกษาว่าตัวพาประจุเคลื่อนไปสู่ข้อบกพร่องประเภทต่าง ๆ ภายในผลึกเรืองแสงได้อย่างไร ด้วยการใช้งานเพิ่มเติมที่อาจรวมถึง LED ที่มีประสิทธิภาพและการเคลือบเรืองแสงในที่มืดที่ดีขึ้น ในการศึกษาในอนาคต ทีม LumiLab หวังว่าจะปรับปรุงความไวของวัสดุเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการจัดเก็บหน่วยความจำและความสามารถในการอ่านข้อมูล
NCs ซิลิกอนที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่มีฟังก์ชันกับโมเลกุลอินทรีย์ เช่น 1-ออกตาดีน หรือการรวมกันของ 1-ออกตาเดซและ 9-ไวนิลแอนทราซีนที่กลายเป็น 9-เอทิลแอนทราซีน (9EA) เมื่อยึดติด นักวิจัยเลือก DPA เนื่องจากมีการปล่อยแสงเรืองแสงสูง (มากกว่า 97%) โดยการศึกษาเคมีพื้นผิวของซิลิคอน NCs อย่างถี่ถ้วน นักวิจัยได้เรียนรู้วิธียึดเกาะลิแกนด์บนพื้นผิว ทำให้พวกมันสามารถทำหน้าที่ของซิลิกอน NC กับโมเลกุลอินทรีย์ เช่น 9EA
เพื่อทดสอบเทคนิคของพวกเขา นักวิจัยได้
ส่องแสงเลเซอร์ลงในสารละลายที่มีซิลิกอน NCs และโมเลกุล DPA ซิลิคอน NCs ดูดซับแสงเลเซอร์และถ่ายโอนพลังงานผ่านโมเลกุล 9EA ไปยัง DPA ในสารละลายในรูปของโฟตอนพลังงานสูง: แสง 425 นาโนเมตร (สีม่วง) “เราได้รับแสงที่มีพลังงานสูงกว่า!” Pan Xia ผู้เขียนร่วมคนแรกกล่าว
หลักการที่อยู่เบื้องหลังการส่งออกพลังงานที่สูงขึ้นนี้ขึ้นอยู่กับการใช้อนุภาคนาโนที่กักขังด้วยควอนตัมและความสามารถในการเก็บอนุภาคนาโน (ซิลิคอน NCs) และโมเลกุลอินทรีย์ (9EA) ไว้ใกล้กันมากพอที่จะใช้ประโยชน์จากสถานะแฝดสามของโมเลกุลที่อยู่รอบข้าง
ฌอน โรเบิร์ตส์Sean Roberts ทำงานในห้องปฏิบัติการ “ความท้าทายคือการได้รับอิเล็กตรอนคู่ที่ตื่นเต้นเพื่อถ่ายโอนระหว่างซิลิกอนและวัสดุอินทรีย์ ไม่สามารถทำได้เพียงแค่ฝากอันหนึ่งทับอีกอันหนึ่ง” โรเบิร์ตส์กล่าว “ต้องใช้การสร้างส่วนติดต่อทางเคมีรูปแบบใหม่ระหว่างซิลิกอนกับวัสดุนี้เพื่อให้พวกเขาสามารถสื่อสารทางอิเล็กทรอนิกส์ได้”
เช่นเดียวกับการใช้งานทางการแพทย์ ผู้เขียนเชื่อว่าซิลิคอน NC ใหม่ยังมีสัญญาว่าจะใช้ในระบบโฟโตคะตาไลติกแบบ up-conversion และวิทยาศาสตร์ข้อมูลควอนตัม “โฟโตคะตาลิสเตอร์โดยทั่วไปจะทำงานเฉพาะกับแสงอัลตราไวโอเลตหรือแสงไวโอเลตเท่านั้น ดังนั้นนี่จึงเป็นวิธีที่จะสร้างจากสเปกตรัมสุริยะที่เหลือ” Tang กล่าว
เมื่อรูปแบบ 2D เป็นระยะๆ ซ้อนกันสองรูปแบบโดยบิดเบี้ยวเล็กน้อย รูปแบบที่สามที่ใหญ่กว่านั้นเรียกว่า moiré lattice จะปรากฏขึ้น การศึกษารูปแบบมัวร์ในคริสตัลแบบแบ่งชั้นได้ทำให้นักวิทยาศาสตร์หลงใหลตั้งแต่แสดงให้เห็นว่าแผ่นกราฟีนสองแผ่นสามารถกำหนดขอบเขตของคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ได้ ซึ่งรวมถึงความเป็นตัวนำยิ่งยวด แม่เหล็ก และฉนวน Mott เพียงแค่เปลี่ยนมุมบิดระหว่างแผ่น เมื่อเร็ว ๆ นี้ ชุมชนเลนส์ได้เข้าร่วม bandwagon และตอนนี้ทีมนักวิจัยนำโดยFangwei Yeจาก Shanghai Jiao Tong University ได้จำลองเอฟเฟกต์moiréในโครงตาข่าย 2 มิติที่ทำจากแสง
นักวิจัย “ซ้อน” โครงตาข่ายออปติคัล 2D สองอันโดยรบกวนลำแสงสองลำ ก่อนที่จะเข้าไปยุ่งเกี่ยว ลำแสงหนึ่งถูกสกัดกั้นด้วยหน้ากากที่มีลวดลายไว้ล่วงหน้าสองอันซึ่งถูกหมุนโดยสัมพันธ์กัน มาสก์เปลี่ยนความเข้มและเฟสของลำแสงโดยพิมพ์ลวดลายลงบนลำแสงเหมือนลายฉลุ จากนั้นนำลวดลายไปฉายบนคริสตัลสตรอนเทียมแบเรียมไนโอไบท์ รูปแบบมัวร์นี้สามารถปรับได้ด้วยความเข้มสัมพัทธ์ของลำแสงที่รบกวนและมุมการหมุนระหว่างรูปแบบหน้ากาก
“งานของเราได้รับแรงบันดาลใจจากมุม ‘มหัศจรรย์’ ใน bilayer graphene” Ye กล่าว “เราสงสัยว่าคลื่นแสงจะตอบสนองอย่างไรหากเราซ้อนโครงข่ายออปติคัลสองโครงข่าย เราเป็นคนแรกที่ศึกษาฟิสิกส์เบื้องหลัง photonic moiré lattices”
การแปลคลื่นนักวิจัยได้ตรวจสอบว่าลำแสงที่สามซึ่งเป็นหัววัดมีวิวัฒนาการอย่างไรเมื่อผ่านรูปแบบmoiré ที่ความเข้มสูงเพียงพอระหว่างลำแสงมัวเรสองลำแรก หัววัดจะคงรูปร่างเริ่มต้นไว้โดยมีการแพร่กระจายเชิงมุมเล็กน้อย ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการแปลเป็นภาษาท้องถิ่นของคลื่น
Credit : eltinterocolectivo.com europeancrafts.net eyeblinkentertainment.com fitflopclearancesale.net fullmoviewatchonline.net girlsonthewallmovie.com gp32europe.com halowarscentral.com hatterkepekingyen.info hopendream.net
