[Zohreh Gholami]

تولید افزاره‌های نانوسیم الماسی

گروهی از دانشمندان دانشگاه هاروارد با تولید افزاره‌های نانوسیم الماسی، توانستند گام دیگری در جهت كاربردی ساختن علوم و فنون كوانتومی بردارند. این نانوسیم‌های الماسی می‌توانند فوتون‌ها گسیل‌شده از مركز رنگی را هدایت و جهت‌دهی كنند. این یافته می‌تواند منجر به كلاس جدیدی از افزاره‌های نانوساختاری الماسی كه برای مخابرات و محاسبات كوانتومی مناسب هستند، شود و نیز باعث پیشرفت در زمینه‌های گوناگونی از حسگرهای زیست‌شناختی و شیمیایی گرفته تا تصویربرداری علمی شود.

محققان همچنین متوجه شدند كه عملكرد یك چشمه فوتون منفرد، كه بر گسیل نور از نقص موجود در بلور الماس (مركز رنگی مربوط به جای ‌خالی نیتروژن (NV)) استوار است، می‌تواند با نانوساختاری كردن الماس و ایجاد نقص در داخل نانوسیم الماسی بهبود یابد.

یك مركز رنگ با گسیل و جذب فوتون‌ها می‌تواند "ایجاد ارتباط" كند. جریان فوتون‌های گسیل شده از یك مركز رنگ می‌تواند وسیله‌ای برای انتقال اطلاعات و كنترل، گیراندازی و ذخیره‌سازی فوتون‌ها شود كه یك امر اساسی در هر وسیله مخابراتی و محاسباتی است. با این‌حال، جمع‌آوری مؤثر فوتون‌ها بسیار مشكل است، زیرا مراكز رنگ به طور عمیق در داخل الماس قرار گرفته‌اند.

ماركو لونگار، مدیراین گروه تحقیقاتی، توضیح می‌دهد كه بسیار مشكل خواهد بود اگر شما بخواهید مواجه مستقیم با مركز رنگ داشته باشید و آنرا در كاربردهای واقعی استفاده كنید. چیزی كه هنوز پیدا نشده بود، واسطی (interface) بوده است كه بتواند تماس بین دنیای نانوی مركز رنگ و دنیای ماكروی مربوط به تارها و عدسی‌های نوری را ایجاد كند.

افزاره نانوسیمی الماسی با مهیاكردن یك واسط طبیعی و كارآمد برای پروب مركز رنگ منفرد، و درخشان‌تر كردن و بالابردن حساسیت آن، راه‌حل این مشكل را ارائه می‌كند. خواص نوری افزایش یافته كه از این كار نتیجه می‌شود باعث افزایش ده برابری در جمع‌آوری فوتون‌ها نسبت به افزاره‌های معمولی الماسی می‌شود. این افزاره نانوسیمی می‌تواند كانالی برای فوتون‌ها گسیل‌شده و وسیله‌ای برای جهت‌دهی آسان آنها باشد. این افزاره جدید می‌تواند چشمه پایدار و درخشانی از فوتون‌های منفرد در دمای اتاق ایجاد كند و كاربرد اساسی در محاسبات ایمن و سریع داشته باشد.

به علاوه، این نانوسیم الماسی برای غلبه بر موانعی طراحی شده‌است كه در سایر سیستم‌های پیشرفته- مانند مولكول‌های رنگ‌دانه‌ای فلورسانت، نقاط كوانتومی و نانولوله‌های كربنی- چالش ایجاد می‌كنند؛ همچنانكه این افزاره می‌تواند به سادگی تولید شود و با انواع مختلفی از ساختارهای نانومكانیكی مجتمع شود.

این محققان نتایج خود را در مجله‌ی Nature Nanotechnology منتشر كرده‌اند.