استفاده از لیزر برای تبدیل شیشه به نیمه هادی های شفاف

گروهی از دانشمندان سوئیسی در EPFL و دانشمندان ژاپنی در فناوری توکیو دریافته‌اند که می‌توانند شیشه‌های معمولی را با استفاده از لیزر فمتوثانیه به نیمه‌رسانا تبدیل کنند – یک پیشرفت بزرگ در علم مواد.

به گزارش IA، این تحقیق که در مجله Physical Review Applied منتشر شده است، امکانات جدیدی را برای کاربردهای مختلف مانند پنجره های هوشمند و سنسورها باز کرده است.

شیشه تلوریت

دانشمندان به رفتار اتم ها در شیشه تلوریت علاقه مند بودند. شیشه حاوی تلوریوم که در معرض پرتوهای فوق سریع نور لیزر پرانرژی قرار می گیرد.

آنها در کمال تعجب متوجه شدند که لیزر کریستال های کوچکی از تلوریوم و اکسید تلوریوم را که هر دو مواد نیمه رسانا هستند، در داخل شیشه درست جایی که نور به آن برخورد می کند ایجاد می کند. این یافته نشان می دهد که شیشه در معرض نور روز می تواند برق تولید کند.

تیم از این کشف هیجان‌زده شدند و پتانسیل ایجاد الگوهای دائمی روی سطح شیشه را تشخیص دادند که می‌توانند در صورت روشن شدن، الکتریسیته تولید کنند.

این یک پیشرفت قابل توجه است زیرا این تکنیک به مواد اضافی نیاز ندارد و فقط به شیشه تلوریت و لیزر فمتوثانیه برای ایجاد یک ماده رسانای فعال نوری نیاز دارد.

تلوریم یک نیمه هادی است. بر اساس این یافته، ما از خود پرسیدیم که آیا می‌توان الگوهای دائمی روی سطح شیشه تلوریت نوشت که می‌توانند به طور قابل اعتمادی در هنگام قرار گرفتن در معرض نور برق تولید کنند یا خیر؟ پاسخ مثبت بود.

وی افزود: نکته جالب در مورد این تکنیک این است که در این فرآیند نیازی به مواد اضافی نیست. تنها چیزی که نیاز دارید شیشه تلوریت و یک لیزر فمتوثانیه برای ایجاد یک ماده رسانای فعال نوری است.

یک کشف انقلابی برای استفاده روزمره

تیم EPFL از شیشه تلوریت ارائه شده توسط همکارانشان در موسسه فناوری توکیو استفاده کردند و از تخصص خود در فناوری لیزر فمتوثانیه برای اصلاح شیشه و بررسی اثرات لیزر استفاده کردند.

آنها کشف کردند که با کشیدن یک الگوی خطی ساده بر روی سطح یک دیسک شیشه ای تلوریتی به قطر یک سانتی متر، می توانند وسیله ای ایجاد کنند که می تواند جریانی را هنگام قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش و نور مرئی ایجاد کند و می تواند ماه ها بدون خراب شدن دوام بیاورد.

پتانسیل این کشف بسیار زیاد است و می تواند شیوه استفاده از شیشه را در زندگی روزمره خود متحول کند. این فناوری جدید می تواند پنجره های هوشمندی را توسعه دهد که برق تولید می کنند و کاربردهای دیگری نیز دارند.

ایو بلوار می‌گوید: «این فوق‌العاده است، ما با استفاده از نور، شیشه را به نیمه‌رسانا تبدیل می‌کنیم. ما اساساً ماده را به چیز دیگری تبدیل می کنیم، شاید به رویای کیمیاگری نزدیک می شویم.