گام بلند دو دانشمند ايراني درعرصه نامرئي سازي* ابداع دستگاه آشكارساز نامرئي نور

ايران اكونوميست :تيمي از دانشمندان دانشگاه هاي استنفورد و پنسيلوانيا با همكاري دو محقق ايراني با استفاده از پوشش فلز بازتابي، دست به ساخت يك دستگاه نامرئي آشكارساز نور زده‌اند كه بدون ديده شدن، قادر به مشاهده است.

کد خبر: ۴۸۸۶

تاریخ: ۰۲ خرداد ۱۳۹۱ - ۱۲:۱۸

به گزارش (ايسنا)،‌ پرفسور نادر انقطاع، استاد ایرانی دانشگاه «پنسیلوانیا» كه پيش از اين به دليل ابداع شيوه‌اي براي غير قابل رويت كردن اجسام جزو 50 شخصيت برجسته سال در حوزه علوم، اقتصاد و فن‌آوري معرفي شده بود، با همكاري فرزانه افشين‌منش، دانشجوي دكتري دانشگاه استفورد و ديگر محققان با تطبيق نسبت فلز به سيليكون كه به عنوان تنظيم‌كننده هندسه شناخته شده، به بهره‌برداري از فيزيك مقياس نانو پرداخته است.

طبق اين قانون، نور بازتابي از دو ماده، يكديگر را خنثي كرده و باعث نامرئي شدن دستگاه مي‌شود.

آشكار كردن نور نسبتا ساده و شناخته‌شده است. سيليكون در زمان انتشار نور بر آن به توليد جريانهاي الكتريكي پردازد، پديده اي كه در پانلهاي خورشيدي و حسگرهاي نوري امروزي استفاده مي شود.

اين در حالي است كه اين دستگاه، يك نوآوري جديد بوده كه در آن براي اولين بار از يك مفهوم جديد موسوم به « پنهان‌سازي پلاسمونيكي» براي نامرئي كردن دستگاه استفاده شده است.

حوزه پلاسمونيك به بررسي چگونگي تعامل نور با نانوساختارهاي فلزي و القاي جريانات كوچك الكتريكي داراي نوسان در سطح فلز و نيمه‌رسانا مي‌پردازد. اين جريانات در عوض به توليد امواج نوري پراكنده مي‌پردازند.

اين دانشمندان با طراحي دقيق دستگاه خود با تنظيم هندسه، دست به ساخت يك پنهان‌ساز پلاسموني زده‌اند كه در آن نور پراكنده شده از فلز و نيمه رسانا يكديگر را به خوبي از طريق پديده‌اي موسوم به «تداخل مخرب» خنثي مي‌كنند.

امواج نوري موج دار در فلز و نيمه رسانا به توليد يك تمايز بارهاي مثبت و منفي در مواد در يك لحظه دو قطبي در اصطلاح فني مي‌پردازند. در اين دستگاه دانشمندان بايد به توليد يك لحظه دو قطبي در طلا پرداخته كه از لحاظ قدرت با سيليكون مشابه بوده اما در علامت‌دهي به دوقطبي متضاد است.

زماني كه دوقطبي‌هاي منفي و مثبت با قدرت مشابه با هم برخورد مي‌كنند، يكديگر را خنثي كرده و سيستم به شكل نامرئي در مي‌آيد.

به گفته محققان كه نتايج پژوهش آنها در مجله Nature Photonics منتشر شده، يك پوسته طلاي به دقت مهندسي‌شده به طور چشمگيري واكنش نوري نانوسيم سيليكوني را تغيير مي‌دهد.

جذب نور در سيم كمي كاهش يافته، در حاليكه اين كاهش در مورد پراكندگي نور به دليل اثر پنهان‌سازي چندين برابر شده و نامرئي مي‌شود.

اين محققان نشان داده‌اند كه پنهان‌سازي پلاسموني در بسياري از طيف‌هاي مرئي نور موثر بوده و اين تاثير بدون توجه به زاويه نور ورودي يا شكل و جايگاه نانوسيم‌هاي داراي پوشش فلزي در دستگاه عمل مي‌كند. آنها همچنين نشان دادند كه ديگر فلزات مرسوم در تراشه‌هاي رايانه‌‌يي مانند آلومينيوم و مس نيز از كارايي طلا در اين دستگاه برخوردارند.

براي توليد حالت نامرئي تنها موضوع مهم، تنظيم فلز و نيمه رسانا است. به گفته محققان، اگر دو قطبي‌ها كاملا با يكديگر هم‌تراز نشوند، تاثير پوششي كم شده يا از بين مي‌رود. برخورداري از ميزان مناسب از مواد در مقياس نانو نيز براي توليد بالاترين درجه پوششي مهم است.

مهندسان به پيش‌بيني كاركردهاي آينده براي چنين دستگاه‌هاي فلز- نيمه‌رساناي قابل تنظيم در بسياري از حوزه‌هاي مرتبط از جمله سلولهاي خورشيدي، حسگرا، نورپردازي حالت جامد، ليزرهاي مقياس تراشه و ديگر موارد پرداخته‌اند.

براي مثال در دوربين‌هاي ديجيتال و سيستم‌هاي تصويربرداري پيشرفته، پيكسل‌هايي كه به طور پلاسموني پنهان‌شده‌اند، مي‌توانند تداخلات مخرب بين پيكسلهاي مجاور توليد كننده حالت تيرگي و مه را كاهش دهند. اين امر مي‌تواند به تصاوير دقيقتر و واضحتر و تصاوير پزشكي منجر شود.