فراسوی فیزیک (Beyond Physics)

دانشمندان و مهندسان دانشگاه ایالتی آریزونا، در تمپه(Tempe)، اولین لیزری را ساختند که می تواند نور درخشنده در طیف کاملی از رنگهای قابل مشاهده ایجاد کند. مخترعان این دستگاه تخمین می زنند که این لیزر می تواند در صفحه نمایش های ویدئویی، روشنایی حالت جامد، و یک نسخه مبتنی بر لیزر از Wi-Fi استفاده شود.

اگر در چه تحقیقات قبلی لیزرهای قرمز، آبی، سبز و غیره ایجاد شده بود، هر یک از این لیزرها معمولا فقط یک رنگ نور را منتشر می کردند. ایجاد یک ساختار یکپارچه قادر به انتشار رنگهای تکی قرمز، سبز، و آبی همه در یک زمان ثابت شده که کار مشکلی است، زیرا نیاز به ترکیب نیمه هادی ها بسیار متفاوت دارد. رشد چنین کریستالهای غیر همسان، درست در کنار یکدیگر اغلب اوقات اثر یکدیگر را خنثی می کنند و ناهمگونی به بار می آورند.

اما در حال حاضر دانشمندان می گویند که بر این مشکل غلبه کرده اند. قلب دستگاه جدید یک ورق با ضخامت نانومتری است که از آلیاژ نیمه هادی روی، کادمیوم، گوگرد، و سلنیوم ساخته شده است. ورق به بخش های مختلف تقسیم شده است. هنگامی که با یک پالس نور برانگیخته می شود، بخش غنی از کادمیوم و سلنیوم نور قرمز را منتشر می کنند و نواحی غنی از کادمیوم و گوگرد نور سبز ساطع می کنند ؛ و نواحی که غنی از روی و گوگرد هستند رنگ آبی از خود ساطع می کنند.

محققان این آلیاژ را در مراحل رشد، تغییر دما و دیگر شرایط رشد در طول زمان به دقت تغییر دادند. با کنترل فعل و انفعال میان فازهای بخار، مایع و جامد مواد مختلف این آلیاژ ساخته شده است که این نانو ورق، به آنها اطمینان می داد که این کریستال های مختلف می تواند بدست آید. دانشمندان به صورت جداگانه می توانند هر بخش از نانو ورق با یک پالس نوری را هدف قرار دهند، تغییر قدرت پالس های نوری در هر بخش، باعث چگونگی درخشش آن خواهد شد، این لیزر ۷۰ درصد رنگ محسوس تر از منابع نوری معمول را می سازد.

کانگ-ژنگ نینگ، فیزیکدان و مهندس برق در آریزونا دانشگاه ایالتی در تمپه که با این لیزر کار کرده می گوید: لیزر می تواند به مراتب بیشتر از LED ها در مصرف انرژی کارآمدتر باشد. علاوه بر این، او می گوید که لیزر سفید هم می توانند به نمایش ویدئو با رنگ های زنده تر و کنتراست بالاتر از صفحه نمایش معمولی منجر شود. یکی از کاربردهای مهم این دستاورد می تواند “Li-Fi” باشد. تکنولوژی Li-Fi امکان اتصال دستگاهها توسط نور به اینترنت را می دهد.

این تکنولوژی ۱۰ برابر سریعتر از سرعتهای امروزی وای فای است اما یکی از دانشمندان می گوید که لای-فای به تازگی تحت توسعه بر روی LED است. او می گوید که لیزر سفید ۱۰ تا ۱۰۰ برابر از LEDهای بر مبنای لای فای سریع تر می باشد، چونکه لیزرها قادرند که داده ها را با سرعت بیشتری از LEDهای سفید کدگذاری کنند. در آینده، دانشمندان قصد دارند که بر روی برانگیخته شدن این لیزرها با الکتریسته به جای پالسهای نور مطالعه کنند. آنها یافته های خودشان را در تاریخ ۲۷ جولای در نشریه نانوتکنولوژی نیچر منتشر کردند.