اتم پلاتین تکنیک جدید دانشمندان برای مشاهده سوئیچ نوری

چند سالی است که محققان به دنبال شناخت بیشتر سوئیچ‌های نوری است. پیشرفت در حوزه سوئیچ نوری می‌تواند منجر به ساخت گوشی‌های هوشمند نرم و منعطف بشود. اضافه شدن این ویژگی به گوشی‌های هوشمند دریایی از احتمالات و امکانات را به پرکاربردترین ابزار دیجیتال اضافه می‌کند؛ مثلا گوشی هوشمندی که به شکل دست‌تان درمی‌آید! کاربردهای سوئیچ نوری فقط به گوشی هوشمند محدود نمی‌شود و می‌توان با آن خیلی چیزهای دیگر هم ساخت. مثلا صفحه نمایشی که می‌توانید آن را بعد از استفاده بپیچید و داخل جیب‌تان بگذارید یا تلویزیونی که به اندازه کاغذ دیواری نازک است و به دیوار خانه‌تان می‌چسبد!

اما همه اینها در گروی شناخت کامل از سوئیچ‌های نوری است. یکی از مهمترین موانع شناخت کامل سوئیچ‌های نوری، مشاهده آنهاست. محققان همواره به دنبال راه‌های موثر برای مشاهده فوتوسوئیچ‌ها بودند و حالا یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه برندایس یک تکنیک جالب طراحی کرده است. این گروه با اضافه کردن یک اتم پلاتین به سوئیچ نوری مشاهده آن را چند برابر ساده‌تر کرده‌اند.

سوئیچ‌های نوری که در واکنش به نور روشن و خاموش می‌شوند را می‌توان به هم وصل کرد. به این ترتیب این سوئیچ‌ها جای ترانزیستورها – برای کنترل جریان الکتریکی – را در دستگاه‌هی دیجیتال می‌گیرند. ترانزیستورهای سیلیکونی رایج شکننده و غیرشفاف هستند و چند میکرون ضخامت دارند (به اندازه یک سلول قرمز خون). اما سوئیچ نوری هزار برابر نازکتر هستند و فقط یک تا دو نانومتر ضخامت دارند. ضمن اینکه قابلیت نصب روی مواد منعطف و شفاف مثل گرافن را هم دارند.

مهمترین مشکل سوئیچ‌های نوری این است که حتی قدرتمندترین تلسکوپ‌های الکترونی هم نمی‌توانند رفتار آنها را به خوبی نشان دهند. علتش هم این است که برای مشاهده سوئیچ نوری باید آن را روی ماده بک‌گراند ساخته شده از عناصر مشابه قرار داد و همین تشخیص سوئیچ از بک‌گراند را دشوار می‌کند.

حالا یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه برندایس راهکاری برای این مشکل ارائه کرده است. این محققان روی یک نوع سوئیچ نوری پرکاربرد به نام azobenzene کار کرده‌اند که از اتم‌های کربن، هیدروژن و نیتروژن ساخته می‌شود. آنها به طرف دیگر سوئیچ نوری یک اتم پلاتین وصل کردند و به این ترتیب سوئیچ را نسبت به بک‌گراند تشکیل شده از همین اتم‌ها متمایز و قابل تشخیص کردند.

به این ترتیب محققان می‌توانند با آنالیز تغییرات طرف قابل رویت azobenzene، نحوه تغییر سوئیچ نوری بعد از دریافت نور را درک کنند. این اولین تصویر شفاف از سوئیچ‌های نوری خواهند بود و می‌تواند درک و شناخت ما از عملکرد سوئیچ‌های نوری را متحول کند. شاید همین تکنیک جدید نقطه شروع تحول ابزارهای الکترونیکی هم باشد!