Gode ​​vibrationer:Nye atomskala produkter i horisonten

Genereringen af ​​et elektrisk felt ved komprimering og ekspansion af faste materialer er kendt som den piezoelektriske effekt, og den har en bred vifte af applikationer lige fra dagligdags genstande såsom ure, bevægelsessensorer og præcise positioneringssystemer. Forskere ved McGill University's Department of Chemistry har nu opdaget, hvordan man kan kontrollere denne effekt i nanoskala halvledere kaldet "quantum dots, "muliggør udvikling af utroligt små nye produkter.

Selvom ordet "kvante" bruges i daglig sprog til at betegne noget meget stort, det betyder faktisk den mindste mængde, hvormed visse fysiske størrelser kan ændre sig. En kvanteprik har en diameter på kun 10 til 50 atomer, eller mindre end 10 nanometer. Til sammenligning, diameteren af ​​DNA-dobbelthelixen er 2 nanometer. McGill -forskerne har opdaget en måde at få individuelle ladninger til at ligge på overfladen af ​​prikken, som producerer et stort elektrisk felt inden for prikken. Dette elektriske felt producerer enorme piezoelektriske kræfter, der forårsager stor og hurtig ekspansion og sammentrækning af prikkerne inden for en billionion af et sekund. Mest vigtigt, holdet er i stand til at kontrollere størrelsen af ​​denne vibration.

Cadmium Selenide quantum dots kan bruges i en lang række teknologiske applikationer. Solenergi er et område, der er blevet undersøgt, men denne nye opdagelse har banet vej for andre nanoskalaapplikationer til disse prikker. Denne opdagelse giver en måde at kontrollere hastigheden og skiftetiden for nanoelektroniske enheder, og muligvis endda udvikle nanoskala strømforsyninger, hvorved en lille komprimering ville producere en stor spænding.

"Den piezoelektriske effekt er aldrig blevet manipuleret i denne skala før, så udvalget af mulige applikationer er meget spændende, "forklarede Pooja Tyagi, en ph.d. -forsker i professor Patanjali Kambhampatis laboratorium. "For eksempel, vibrationerne i et materiale kan analyseres for at beregne trykket i opløsningsmidlet, de er i. Med yderligere udvikling og forskning, måske kunne vi måle blodtrykket ikke-invasivt ved at injicere prikkerne, skinner en laser på dem, og analysere deres vibrationer for at bestemme trykket. "Tyagi bemærker, at Cadium Selenide er et giftigt metal, og så en af ​​de forhindringer, der skal overvindes med hensyn til dette særlige eksempel, ville være at finde et udskiftningsmateriale.