A kutatók azt találták, hogy a gyémánt vezetőképessége közel van a fémekéhez

Az amerikai kutatók új tulajdonságot fedeztek fel a bór -adalékolt gyémántban - a plazmonhatásban. Ez az orvosbiológiai és kvantum optikai eszközöket hatékonyabbá teheti és képes az információk feldolgozására olyan módon, amelyet a hagyományos technológiák nem tudnak elérni. A kapcsolódó papírt a Nature Communications folyóirat 13. napján tették közzé.

 

A gyémánt kulcsfontosságú anyaggá válik a nagy teljesítményű elektronikus eszközökben és a következő generációs kvantum optikai technológiákban. A szennyeződésekkel, például a bórokkal történő dopping révén a tudósok beállíthatják a gyémánt tulajdonságait, hogy a fémekhez hasonló vezetőképességet biztosítsanak.

 

A Case Western Reserve Egyetemen és az Urbana Champaign Illinoisi Egyetemen egy csapata felfedezte, hogy a Boron -doppant gyémánt újabb egyedi plazmonikus tulajdonságot mutat: ha fénynek vannak kitéve, a belső elektronok együttesen oszcillizálnak, és erős helyi elektromos mező javító hatást eredményeznek. Ez a képesség elengedhetetlen a fejlett bioszenzorok, a nano optikai komponensek fejlesztéséhez, valamint a napelemek és a kvantumkészülékek teljesítményének javításához. Érdemes megjegyezni, hogy bár más félvezetőknek vagy fémeknek is hasonló tulajdonságai vannak, általában átlátszatlanok, míg a bór -doppant gyémánt megtartja az optikai átláthatóságot, ami további előnyt jelent.

 

A plazmonikus jelenség az elektromágneses hullámmintákra utal, amelyeket a nanomériumban képződnek, amikor a fény kölcsönhatásba lép az anyaggal. Ez a jelenség évszázadok óta jelent meg a Művészeti Works -ben, például a középkori ólomüveg ablakok ragyogó színekkel, amelyeket az üvegbe ágyazott fém nanorészecskék által generált plazmonhatás okoz.

 

Mivel a gyémánt egy átlátszó kristályszerkezet, amely szénatomokból áll, ha kis mennyiségű bórot adnak hozzá, a bórnak kevésbé elektronja van, mint a szén, amely periodikus elektron "lyukakat" képezhet az anyagban, ezáltal növelve a vezetőképességét. A gyémánt átlátszó és kék színű. A bór-doppant gyémánt kémiai tehetetlenséggel és biokompatibilitással is rendelkezik, így alkalmas az orvosi képalkotáshoz, a nagy érzékenységű biochipekhez és a molekuláris érzékelőkhöz.