Команда из Университета штата Мичиган разработала новый метод «рисования» кристаллов. Эта инновационная технология лазерного волочения кристаллов позволяет создавать кристаллы по-по требованию в заданное время и в заданном месте, обеспечивая более точное производство материалов для таких областей, как солнечные элементы, светодиодное освещение и медицинская визуализация. Этот прорыв был опубликован в последнем выпуске журнала Американского химического общества ACS Nano.
Кристаллы распространены повсеместно: от телевизионных экранов и детекторов дыма до ультразвуковых устройств и гидролокаторов. Их уникальные оптические и электрические свойства лежат в основе современных технологических достижений. Однако традиционные методы выращивания часто приводят к образованию кристаллов в случайное время и в случайном месте, что затрудняет обеспечение качества и постоянства. Эта неопределенность долгое время ограничивала производство высокопроизводительных-устройств.
Чтобы решить эту проблему, команда применила сверхбыструю лазерную технологию и впервые в истории-наномасштабного "рисования" кристаллов. Для своих экспериментов они выбрали кристаллы перовскита галогенида свинца-, материалы, которые имеют важное применение в светодиодах, солнечных элементах и системах медицинской визуализации.
В отличие от предыдущих сложных этапов выращивания кристаллов, команда не использовала затравочные кристаллы в качестве шаблонов. Вместо этого они нацелились на крошечную блестящую наночастицу золота,-менее одной-диаметра человеческого волоса-с помощью лазера. Когда одиночный лазерный импульс попадал на поверхность наночастицы, он вызывал мгновенный нагрев, вызывая рост кристаллов за счет этого взаимодействия. Используя высокоскоростную-микроскопию, они смогли даже наблюдать этот процесс в реальном времени.
Этот метод лазерного рисования кристаллов напоминает лазерную гравировку на металле или дереве. Он не только повышает управляемость производства кристаллов, но и предоставляет новые инструменты исследования для таких областей, как энергетика, электроника и квантовые технологии. В то же время это помогает химикам лучше понять давнюю-загадку образования кристаллов.
Используя этот метод, команда может точно контролировать, когда и где растут кристаллы. Они могут сидеть у микроскопа и наблюдать самый первый момент рождения кристалла, определяя направление его роста. Далее они планируют использовать лазеры нескольких цветов, чтобы «рисовать» более сложные кристаллические узоры, и попытаться создать новые материалы, недоступные традиционными методами.
