تبلیغات
پژوهشسرای دانش آموزی پروفسور حسابی

پژوهشسرای دانش آموزی پروفسور حسابی
قالب وبلاگ

الماس یکی از سخت ترین مواد شناخته شده است ولی نکته بسیار جالب در اینجا است اگر یک الماس را در مسیر نور خورشید قرار دهیم , شروع به از دست دادن اتم های خود می کند.

نرخ کاهش اتم ها به قدری نیست که جواهرسازان یا دارندگان حلقه های برلیان را نگران کند، ولی کشف این موضوع قطعا راه استفاده از خواص استثنایی اپتیکی و الکترونی الماس را برای محققان آسانتر می سازد.

بسیاری از کاربردهای جدید الماس از کاربرد آن در تابش های لیزری گرفته تا کاربرد آن در ارتباطات و محاسبات کوانتومی نیازمند ساختارهای ریزی در ابعاد میکرو و نانو برروی سطح الماس است.

ریچ میلدرن (Mildren Rich ) و گروهش در دانشگاه مک گوایر سیدنی نشان داده اند که استفاده از پرتو های فرابنفش راه بسیار خوبی برای این کار است.

الماس ها معمولا به کمک لیزر قلم زنی می شوند (etching) و در این فر آیند اتم های روی سطح آن سوزانده شده و یک سطح ناهموار که بیشتر به گرافیت شباهت دارد تا به الماس را به وجود می آورند . میلدرن و همکارانش هنگامی که در حال ارتقا دادن ویژگی های لیزرهای ساخته شده از الماس بودند به صورت کاملا تصادفی متوجه شدند که  با قطع کردن پرتوی تابشی فرآیندی که به جداشدگی (desorpton) معروف است آغاز شده  و اتم های برانگیخته شده روی سطح الماس ناپدید شده و نهایتا سطح صاف و تراش خورده ای باقی می ماند .

میلدرن می گوید:"ما می خواستیم نشان دهیم که الماس (الماس استفاده شده در لیزر) می تواند در طول موجهایی کار کنند که مواد دیگر نمی توانند و البته فرابنفش هم یکی از این نواحی است" .

این گروه موفق شدند لیزری از جنس الماس بسازند که اشعه فرابنفش ساطع کند اما تنها نقص این لیزر در مدت کارکرد آن است. این لیزر پس از 10 دقیقه از کار می ایستد.

میلدرن اضافه می کند که : "به نظر می رسد که ما به وجود آوردن سوراخ های کوچکی روی سطح الماس می توانیم اتم های کربن را آزاد کنیم."

معمای غیر قابل حل الماس

اینکه چه گونه فرآیند جداشدگی اتفاق می افتد باید بررسی شود اما میلدرن دو نظریه دارد که در نشریه مواد اپتیکی (Express Material Optical) به چاپ رسیده است .

اولین نظریه این است که فرآیند جداشدگی نیازمند این است که سطح الماس با اتم های اکسیژن پوشانده شده باشد . دومین فرض او این است که برای آزاد شدن یک اتم کربن به دو فوتون نیاز داریم . هنگامی که 2 فوتون به سطح الماس برخورد کند , یک برانگیختگی در سطح الماس به وجود می آید و جفت الکترون و حفره برانگیخته شده‌ی داخل الماس می توانند تابش کنند و در نهایت این فرآیند می تواند اتم کربن را آزاد کند .

میلدرن می گوید:"انرژی برانگیختگی بیشتر از مقدار انرژی لازم برای ناپدید شدن یک مولوکول کربن مونواکسید است . همچنین امکان دارد که اشعه فرابنفش مستقیما از سطح الماس منتشر گردد که منجر به شکستگی قیود شده و کربن مونواکسید آزاد شود ."

پروژه میلدرن اولین کار تحقیقاتی بر روی جزییات روند قلم زنی است و نشان می دهد که رابطه بین نرخ جذب  دو فوتون و سرعت قلم زنی (به عبارتی خراش دادن سطح) تا حد بسیار خوبی خطی است که به ما کمک می کند کنترل نرخ خراشیدگی را در دست بگیریم .

آزاد شدن کربن حتی می تواند در زیر نور خورشید هم رخ دهد . اگرچه سرعت از دست دادن اتم ها بسیار آرام است به گونه ای که حتی برای یک لامپ فرابنفش جیوه در آزمایشگاه ده بیلیون سال طول می کشد که یک میکروگرم از الماس را از بین ببرد .

بنا به گفته استیون پراور (Prawer Steven ) سرعت بسیار کم از دست دادن اتم ها امکان استفاده از این روش را به عنوان تکنیکی برای صیقل دادن سطح الماس محدود می سازد .

استیون پراور تحقیقات روی مواد در دانشگاه ملبورن استرالیا را سرپرستی می کند . او می گوید : "گفتن این جمله که استفاده از این روش مناسب نیست درست به نظر نمی رسد .ما قادر خواهیم بود با ترکیب این روش با روش فرسایش، سطح خراشیده شده را صیقل دهیم."

پراور برای اولین بار سعی دارد در زمینه ارتباطات کوانتومی و مخابره کردن اطلاعات ازلیزر ساخته شده از الماس که تک فوتون ساطع می کند استفاده کند و برای این منظور داشتن سطح صاف برای الماس استفاده شده ضروری است .

پراور می گوید : "برای گیر انداختن نور می بایست داخل موجبر فوتون تولید کنیم اما نشانه گذاری بر روی موجبر باعث به وجود آمدن سطح ناهموار می شود و سطوح ناهموار باعث پراکنده شدن نور می شوند و این بدان معنی است که با این روش نتایج لازم را به دست نمی آوریم."

منبع:

http://www.nature.com/news/2011/110715/full/
news.2011.421.html?s=news_rss&utm_source=feedburner&
utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+news%2Frss%2Fnews_s13+%28NatureNews+-+Physics%29

 سایت انجمن فیزیک ایران

 




طبقه بندی: شیمی، فیزیک،
[ 1390/05/18 ] [ 11:44 ] [ صادقی مهر ]
.: Weblog Themes By WeblogSkin :.
درباره وبلاگ


پژوهشسرای پروفسور حسابی وابسته به آموزش و پرورش ناحیه دو همدان تلاش می کند زمینه های فعالیتهای پژوهشی دانش آموزان را در زمینه های مختلف فراهم نماید

آمار سایت
بازدیدهای امروز : نفر
بازدیدهای دیروز : نفر
كل بازدیدها : نفر
بازدید این ماه : نفر
بازدید ماه قبل : نفر
تعداد نویسندگان : عدد
كل مطالب : عدد
آخرین بروز رسانی :
امکانات وب


اللّهُمَّ كُنْ لِوَلِیِّكَ الْحُجَّةِ بْنِ الْحَسَنِ صَلَواتُكَ عَلَیْهِ وَعَلى آبائِهِ فی هذِهِ السّاعَةِ وَفی كُلِّ ساعَةٍ وَلِیّاً وَحافِظاً وَقائِدا ‏وَناصِراً وَدَلیلاً وَعَیْناً حَتّى تُسْكِنَهُ أَرْضَك َطَوْعاً وَتُمَتِّعَهُ فیها طَویلاً

خدمات وبلاگ نویسان جوان

كد ماوس