Mičigano valstijos universiteto komanda sukūrė naują kristalų „piešimo“ metodą. Ši naujoviška lazerinio kristalų piešimo technologija įgalina{1}}pagal poreikį generuoti kristalus tam tikru laiku ir tam tikrose vietose, suteikdama tikslesnes medžiagų gamybos galimybes tokiose srityse kaip saulės elementai, LED apšvietimas ir medicininis vaizdas. Šis laimėjimas buvo paskelbtas naujausiame Amerikos chemijos draugijos žurnalo ACS Nano numeryje.
Kristalai yra visur – nuo televizorių ekranų ir dūmų detektorių iki ultragarso prietaisų ir sonarų. Jų unikalios optinės ir elektrinės savybės yra šiuolaikinių technologijų pažangos pagrindas. Tačiau dėl tradicinių auginimo metodų kristalai dažnai susidaro atsitiktiniu laiku ir vietoje, todėl sunku užtikrinti kokybę ir nuoseklumą. Šis neapibrėžtumas jau seniai ribojo didelio našumo-prietaisų gamybą.
Siekdama išspręsti šį iššūkį, komanda panaudojo itin greitą lazerio technologiją, kad pasiektų pirmąjį{0}}nano mastelio kristalų „piešinį“. Eksperimentams jie pasirinko švino halogenido perovskito kristalus,{2}}kurias labai tinka naudoti šviesos dioduose, saulės elementuose ir medicininiame vaizdavime.
Skirtingai nuo ankstesnių sudėtingų kristalų augimo etapų, komanda nenaudojo sėklų kristalų kaip šablonų. Vietoj to jie lazeriu taikėsi į mažytę, blizgančią aukso nanodalelę, -mažesnę nei viena-tūkstantoji žmogaus plauko skersmens-. Kai vienas lazerio impulsas smogė nanodalelės paviršiui, jis akimirksniu įkaisdavo ir per šią sąveiką skatindavo kristalų augimą. Naudodami didelės spartos-mikroskopiją, jie netgi galėjo stebėti šį procesą realiuoju laiku.
Šis lazerinio kristalų piešimo būdas primena graviravimą lazeriu ant metalo ar medžio. Tai ne tik pagerina kristalų gamybos valdymą, bet ir suteikia naujų mokslinių tyrimų įrankių tokiose srityse kaip energetika, elektronika ir kvantinės technologijos. Kartu tai padeda chemikams geriau suprasti ilgą -kristalų susidarymo paslaptį.
Naudodama šį metodą, komanda gali tiksliai kontroliuoti, kada ir kur auga kristalai. Jie gali sėdėti prie mikroskopo ir stebėti patį pirmąjį kristalo gimimo momentą, nukreipdami jo augimo kryptį. Be to, jie planuoja naudoti kelių spalvų lazerius, kad „nupieštų“ sudėtingesnius kristalų modelius ir bandytų sukurti naujas medžiagas, kurių neįmanoma pasiekti tradiciniais metodais.
