Kooxda farmashiyeyaasha ee Jaamacadda California, Irvine waxay sameeyeen daahfurtay xiiso leh oo daaha ka qaaday is-dhexgalka cusub ee u dhexeeya iftiinka iyo walxaha aan la aqoon ilaa hadda. Qorayaashu waxay soo jeedinayaan in daahfurkani uu awood u leeyahay inuu hagaajiyo nidaamyada tamarta qoraxda, diodes iftiimiya, leysarka semiconductor iyo horumarka kale ee tignoolajiyada.
Maqaalkan waxaan kuugu sheegi doonaa waxa daahfurka saynisyahano ee ku saabsan a hantida cusub ee iftiinka.
Hanti cusub oo iftiin ah
Cilmi-baadhayaashu, oo kaashanaya dhiggooda Jaamacadda Federaalka ee Kazan ee Ruushka, ayaa ku faahfaahiyay daabacaad dhawaan lagu daabacay joornaalka ACS Nano sida ay u ogaadeen in sawir-qaadista, marka lagu xiro meelaha nanometer-ka ah ee silikoon. Waxay heli karaan xawli muhiim ah oo la barbardhigi kara kuwa elektarooniga ah ee walxaha adag.
Sida lagu sheegay bayaan ka soo baxay daraasaddan, "Silikon, oo ah qaybta labaad ee ugu badan ee meeraheena, una adeegta saldhigga qalabka elektaroonigga ah ee casriga ah, ayaa la kulmay caqabado ku saabsan isticmaalka optoelectronics sababtoo ah sifooyinka indhaha ee liita." Dmitry Fishman, oo ah borofisar ku xigeenka kimisteriga ee Irvine, waa qoraa sare.
Sida laga soo xigtay bayaankiisa, Silicon, qaabkeeda weyn, Ma lahan kartida ay ku dheehan tahay inay iftiimiso iftiinka. Si kastaba ha ahaatee, marka ay la kulmaan shucaac muuqda, dalool, nanostructured silicon ayaa awood u leh inay dhaliso iftiin la arki karo. Dhacdadan ayaa saynisyahannadu ay aqoonsadeen sannado badan, inkasta oo isha saxda ah ee iftiiminta ay tahay arrin muran leh.
Fishman waxa uu sharaxay in daahfurkii hormoodka ahaa ee Arthur Compton ee 1923 ay daaha ka qaaday in gamma photons ay leeyihiin dardar ku filan si ay ula falgalaan elektaroonigga, haddii ay xor yihiin ama ay xidhan yihiin. Helitaankan aasaasiga ah ayaa caddayn u ah dabeecadda iftiinka ee laba-geesoodka ah, oo koobaysa labadaba mowjadaha iyo sifooyinka qaybaha. Mahadsanid taas, Compton waxa uu 1927 ku helay abaalmarinta Nobel Prize ee Fiisigiska..
Tijaabooyinkeena la sameeyay, waxay muujiyeen in ku-takri-falka iftiinka muuqda ee nanoscale silicon crystals uu keeno isdhexgalka indhaha ee semiconductors gudahooda oo isbarbar dhigaya.
Si loo fahmo bilawga is dhexgalka, waa lagama maarmaan in dib loogu noqdo bilowgii qarnigii 20aad. Inta lagu jiro wakhtigan, CV Raman, physicist Hindi ah oo caan ah oo markii dambe helay Nobel Prize ee Fiisigiska 1930, wuxuu isku dayay inuu tijaabiyo Compton isagoo isticmaalaya iftiin muuqda. Si kastaba ha ahaatee, waxa uu la kulmay caqabad weyn: farqiga muuqda ee u dhexeeya xawaaraha elektaroonigga ah iyo kan sawir-qaadayaasha muuqda.
Inkasta oo ay soo food saartay dib-u-dhac, daraasadaha Raman ee ku saabsan kala firdhisanaanta dareeraha iyo gaasaska waxay keentay in la ogaado saameynta Raman-gariir, kaas oo ayaa hadda si weyn loo aqoonsaday. Natiijo ahaan, spectroscopy, oo ah farsamada muhiimka ah ee barashada walxaha, ayaa badanaa loo yaqaannaa kala firdhinta Raman.
Raman electron kala firdhiyey
Isku-duwaha Eric Potma, oo sidoo kale ah borofisar kimistari ka ah Irvine, ayaa sharraxay in muujinta firfircoonida photonic ee silikon khalkhalka ah loo saari karo nooc ka mid ah firdhinta elektaroonigga ah ee Raman. Si kastaba ha ahaatee, si ka duwan Raman gariir dhaqameed, Electron Raman ka kooban yahay bilowga iyo dhamaadka dhibcood kala duwan ee electron ah, dhacdo hore loogu arkay oo kaliya walxaha macdan.
Shaybaarkooda, cilmi-baarayaashu waxay abuureen muunado galaas silikoon leh heerar kala duwan oo daahfurnaan ah, laga bilaabo amorphous ilaa crystalline. Si ay u fuliyaan tijaabadooda, waxay adeegsadeen filim silikon dhumucdiisu tahay 300 nanometer waxayna hageen laysar mawjad joogto ah oo si toos ah diiradda u saaraya, kaas oo ay ku dhaqaaqeen dhaqdhaqaaq sawir ah si ay u qoraan isku xigxiga xariiq toosan.
Marka la gudbinayo gobollo gaar ah oo heerkulku ka hooseeyo 500 darajo Celsius, qalab quraarad ah oo isku-dhafan oo isku-dhafan ayaa la sameeyay habkan. Taas beddelkeeda, markii heerkulku dhaafo xadka 500 C, galaas semiconductor kala duwan ayaa la sameeyay. Filimkan xiisaha leh ee "filimka xumbo-fudud" ayaa u oggolaaday saynisyahannadu inay si taxadar leh u baaraan isbeddellada yaryar ee elektarooniga, muuqaalka iyo sifooyinka kulaylka ee nanoscale.
Sida laga soo xigtay Fishman, shaqadan gaarka ah waxay soo bandhigaysaa caqabad ku wajahan fahamkeena hadda ee sida iftiinka iyo maaddadu u falgalaan, iyadoo xoogga la saarayo doorka muhiimka ah ee firfircoonida sawir-qaadista ay ka ciyaareyso geeddi-socodka.
Is dhexgalka u dhexeeya elektarooniga iyo sawir-qaadayaasha waxaa lagu xoojiyay nidaamyada fowdada ah iyadoo ay ugu wacan tahay is-waafajinta daqiiqadahooda, ifafaale hore loo maleeyay inay ku dhacaan oo keliya sawir-qaadayaasha tamarta sare leh ee gamma-gaabka ee firdhinta qadiimiga ah ee Compton. Daah-furkan cusub ayaa furaya fursado cusub si loo ballaariyo gaadhista spectroscopy-ga caadiga ah. Waxay ka baxsan tahay codsiyadeeda caadiga ah ee falanqaynta kiimikada, sida gariir dhaqameed Raman spectroscopy oo loo isticmaalo daraasaadka qaabdhismeedka. Helitaankani waxa uu xooga saarayaa muhiimada ay leedahay in la tixgeliyo xawliga photon-yada marka la baarayo macluumaadka ay sitaan.
iftiinka daabacan
Marka danabku ku dhoco dusha aan lahayn qalooca, qaab bilaha ah oo aan la garan karin ayaa laga tagayaa. Kormeerkan ayaa saynisyahannadu u horseeday in ay ogaadaan in sawir-qaadayaasha qaybta hore ee tiirka iftiinka qaabaysan ee wareegsan ay muujinayaan wareeg. udub-dhexaadkeedu marka la barbar dhigo wuu ka gaabiyaa sawir-qaadayaasha la dhigo gadaasha laydhka. Daahfurkaani wuxuu si wax ku ool ah u siinayaa sharaxaad macquul ah oo ku saabsan dhacdadan gaarka ah.
Koox saynis yahano ah oo ka kala socday machadyo kala duwan oo ku yaala Spain iyo Maraykanka ayaa sameeyay arin aad u xiiso badan. Waxay aqoonsadeen sifo aan ilaa hadda la garanayn oo iftiinka ah, taasoo ay u bixiyeen "autocouple." Hantidan waxaa lagu barbar dhigi karaa wareeg dheer ama helix, oo u eg guga. Natiijooyinka, oo lagu daabacay joornaalka Sayniska ee ciwaanka "Generation of ultraviolet ultraviolet ultraviolet oo leh waqti isbeddelaya xaglaha xaglaha ah," waxay awood u leeyihiin inay u gogol xaarto horumarka tignoolajiyada.
Saynis yahanadu waxa ay awoodeen in ay sameeyaan daahfurkan iyaga oo ka duulaya tijaabooyin hore. Tijaabooyinkan ku lug leh toosinta laba alwaaxyo layser isku mar geliyey daruur gaaska argon. Marka tan la sameeyo, fallaadhaha iftiinka ayaa lagu qasbay inay isku daraan oo ay sameeyaan iftiin midaysan. Tani waxay keentay in saynisyahannadu ogaadaan in iftiinku uu ku samayn karo cadad la ogaan karo oo cadaadis ah walxaha iftiimaya. Mabda'aani waa waxa ku dhaqaajin lahaa shiraaca cadceedda ee hawada sare.
Waxaan rajeynayaa in macluumaadkan aad wax badan ka baran karto hantida cusub ee iftiinka ee ay heleen saynisyahannadu.