Yeni bir tür gelişmiş mikroskop (geniş alanlı tutarlı çok boyutlu mikroskopi) geliştirildi. Güneş panelleri yapımında kullanılanlar gibi yenilikçi malzemelerin incelenmesinde potansiyel pratik uygulamalarla, yüksek teknolojili malzemelerin davranışını incelemek için dikkatlice tasarlanmış bir dizi ultra kısa ışık darbesi kullanır. Bu, Università Cattolica’nın Brescia kampüsündeki Fen, Matematik, Fizik ve Doğa Bilimleri Fakültesi’nden fizikçilerden oluşan ve ilk kez bir anlamda malzemelerin davranışını kaydeden “çok boyutlu bir mikroskop” geliştiren bir araştırma grubunun çalışmasının sonucudur.
Çalışma dergide yayınlandı Optik ve fakülte dekanı, İleri Malzeme Fiziği Disiplinlerarası Laboratuvarları (ILAMP) direktörü profesör Claudio Giannetti tarafından koordine edilmektedir.
Ultra hızlı elektron etkileşimlerini izleme
Yeni mikroskop, inanılmaz derecede kısa zaman dilimlerinde, saniyenin milyarda birinin birkaç milyonda biri düzeyinde meydana gelen olayları izleyebiliyor. Bunu başarmak için mikroskop son derece kısa lazer ışık darbeleri kullanır ve mikroelektronik cihazın farklı bölgelerindeki elektron etkileşimi mekanizmalarını anlamak için malzemenin reaksiyonunu adım adım gözlemler.
Bu tür mikroskop ilk kez Brescia’daki ILAMP laboratuvarlarında Politecnico di Milano, KU Leuven, British Columbia Üniversitesi ve CNR işbirliğiyle geliştirildi. Mikroskobun içine yerleştirilen bir numuneyi aydınlatan bir dizi özdeş ışık darbesi oluşturarak çalışır. Bu, sürecin en hassas kısmıdır ve yeni fotonik çözümler konusunda uzmanlaşmış Politecnico di Milano’nun yan ürünü olan NIREOS Srl ile işbirliği içinde geliştirilmiştir.
Daha verimli cihazlar için kusurların haritalanması
Bilim insanları yeni mikroskobu, yalnızca birkaç atomik katman kalınlığında küçük bir tungsten diselenid tabakasından oluşan bir cihaz üzerinde test etti. Bu grafen benzeri malzeme, benzersiz optik ve elektronik özelliklerinden dolayı optoelektronik alanında büyük ilgi görmektedir. Araştırmacılar, malzemenin özelliklerinin mikro cihaz içindeki konumuna bağlı olarak nasıl değiştiğini gözlemleyerek elektronların serbestçe hareket etmesini engelleyen mekanizmalar hakkında fikir sahibi oldu.
Mikroskop, örneğin bir cihazın elektrik iletimi ve enerji alışverişindeki verimliliğini tehlikeye atabilecek kusurları tanımlamak için kullanılabilir. Bu tür bilgiler, daha verimli güneş pillerinin yanı sıra daha hızlı LED’lerin, sensörlerin ve elektronik cihazların tasarlanmasına yardımcı olabilir.
Biyolojik ve kuantum araştırma uygulamaları
Bu teknik aynı zamanda merkezdeki diğer araştırma projeleriyle (Q-META) sinerji içinde biyolojik sistemlerin ve kanser hücrelerinin metabolizmasının incelenmesinde de yararlı olabilir.
Bu sonuç, ILAMP’ın bir malzemenin kuantum özelliklerinin nasıl gözlemleneceğini ve kontrol edileceğini anlamak için çalıştığı yeni bir araştırma alanının başlangıcını işaret ediyor ve böylece kuantum bilgisayarların yapı taşları olan kübitleri oluşturacak yeni sistemlerin geliştirilmesinin önünü açıyor. Bu sistemler mevcut teknolojiden birkaç kat daha yüksek sıcaklıklarda ve 1000 kat daha yüksek hızlarda çalışacak.
Robert Egan
Matematiksel biyoloji alanında lisans, yaratıcı yazarlıkta yüksek lisans. Bilim ve dil üzerine eşsiz bakış açılarıyla çok seyahat ettim.
Tam profil →
