محققان دانشگاه صنعتی کاوناس (KTU) در لیتوانی به همراه دانشمندانی از ژاپن، موفق به ساخت نانولیزرهایی با ابعاد بسیار کوچک شدند. این فناوری به دلیل سادگی و هزینه پایین ساخت، قابلیت تولید انبوه دارد. نتایج این تحقیق در مقاله‌ای در نشریه Nanoscale Horizons منتشر شده است.
به گزارش ستاد توسعه فناوری نانو، هرچند ابعاد این لیزر آن‌قدر کوچک است که تنها با میکروسکوپ‌های پیشرفته قابل مشاهده است، اما پتانسیل کاربردی آن بسیار گسترده است. این اختراع می‌تواند در حوزه‌هایی مانند تشخیص‌های پزشکی اولیه، فناوری اطلاعات و امنیت مورد استفاده قرار گیرد و به عنوان ابزاری ضروری برای مطالعه تعاملات میان مواد نوری عمل کند.
مینداوگاس جودناس، یکی از محققان دانشگاه صنعتی کاوناس، توضیح می‌دهد: «نانولیزرها لیزرهایی هستند که از ساختارهایی به اندازه یک میلیونیم میلی‌متر برای تولید و تقویت نور استفاده می‌کنند. تابش لیزر در این فناوری از حجم بسیار کمی از مواد به وجود می‌آید.»
این نوع نانولیزرها مدت‌هاست که مورد توجه محققان قرار دارند، اما نسخه‌ای که توسط تیم کاوناس توسعه یافته است، از نظر روش ساخت ویژگی‌های منحصربه‌فردی دارد. در این تحقیق، از نانومکعب‌های نقره استفاده شده که به‌طور منظم بر روی سطحی قرار گرفته و با ماده‌ای فعال نوری پر شده‌اند.
جودناس اضافه می‌کند: «نانومکعب‌های نقره ذرات بسیار کوچک و تک‌کریستالی هستند که خواص نوری فوق‌العاده‌ای دارند. این بخش کلیدی نانولیزری است که ما توسعه داده‌ایم.»
این نانومکعب‌ها با استفاده از فناوری جدیدی که توسط همکاران دانشگاه صنعتی کاوناس در ژاپن توسعه یافته، سنتز می‌شوند. این فناوری به تولید نانومکعب‌های باکیفیت و با فرم و ویژگی‌های عالی منجر می‌شود. سپس این نانومکعب‌ها از طریق خودآرایی نانوذرات در یک ساختار دو بعدی سازماندهی می‌شوند.
در این فرآیند، ذرات به طور طبیعی از یک محیط مایع به یک الگوی از پیش تعیین شده تبدیل می‌شوند. هنگامی که ویژگی‌های نوری این نانومکعب‌ها با الگوی قرارگیری آنها تطابق پیدا می‌کند، پدیده‌ای به نام رزونانس شبکه سطحی به وقوع می‌پیوندد که امکان تولید نور موثر در یک محیط فعال نوری را فراهم می‌آورد.
در حالی که لیزرهای سنتی برای دستیابی به این اثر از آینه استفاده می‌کنند، نانولیزر ساخته شده توسط محققان دانشگاه صنعتی کاوناس از سطحی پوشیده شده با نانوذرات بهره می‌برد. زمانی که نانو مکعب‌های نقره در یک الگوی منظم قرار می‌گیرند، نور میان آنها محبوس می‌شود. جودناس این فرآیند را به نوعی مشابه یک بازی آینه‌ای در شهربازی توصیف می‌کند: «در این پروژه، به جای آینه‌ها، نانومکعب‌ها هستند و نور همانند بازدیدکنندگان پارک در این فضا حرکت می‌کند.»
با استفاده از نانومواد باکیفیت و به‌راحتی ساخته‌شده مانند نانومکعب‌های نقره، این نانولیزر به انرژی کمی برای عملکرد نیاز دارد، که این ویژگی به تولید انبوه آن کمک می‌کند.
