سیاست و بازاریابی

آخرين مطالب

با فناوری نانو؛

طلا تا مرز اتم نازک شد؛ حالا هم رسانا است و هم خم می‌شود! اخبار

طلا تا مرز اتم نازک شد؛ حالا هم رسانا است و هم خم می‌شود!
  بزرگنمايي:

سیاست و بازاریابی - پژوهشگران با استفاده از یک بستر مسی فوق‌صاف و روشی تازه برای انتقال فیلم، موفق به ساخت لایه‌ای پیوسته از طلا با ضخامت تنها ۱.۵ نانومتر شده‌اند.

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد نانو، این فناوری که در مقیاس ویفر ۶ اینچی نیز به نمایش گذاشته شده است، می‌تواند راه را برای تولید نمایشگرهای انعطاف‌پذیر، سامانه‌های مدیریت حرارتی و رابط‌های زیستی منطبق با پوست هموار کند.
این مطالعه که در مجله Advanced Science منتشر شده، از ترکیب یک قالب مسی فوق‌صاف و یک فرایند انتقال مبتنی بر پلیمر بهره می‌گیرد. پژوهشگران با این روش توانسته‌اند فیلم طلای پیوسته‌ای با ضخامت تنها ۱.۵ نانومتر تولید کنند و در آزمایشی جداگانه نیز ساخت این فیلم را در مقیاس ویفر ۶ اینچی نشان دهند.
اهمیت این دستاورد در آن است که فیلم طلا پس از رشد روی بستر مسی، می‌تواند از آن جدا شده و به سطحی دیگر منتقل شود. به این ترتیب، سطحی که برای رشد مناسب فیلم انتخاب شده است، الزاماً همان سطحی نیست که در محصول نهایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ویژگی می‌تواند آزادی عمل بیشتری برای طراحی ادوات انعطاف‌پذیر و زیستی فراهم کند.
مس پیش‌تر نیز به‌عنوان بستری مناسب برای رشد لایه‌های فوق‌نازک طلا شناخته شده بود، اما زبری سطح آن یک محدودیت جدی ایجاد می‌کرد. در فرایندهای قبلی، مس تبخیرشده به دلیل ساختار دانه‌ای خود دارای ناهمواری‌هایی در مقیاس نانو بود. از آنجا که فیلم طلای فوق‌نازک از توپوگرافی سطح زیرین پیروی می‌کند، این ناهمواری‌ها می‌توانستند پیوستگی لایه را در ضخامت‌های بسیار پایین مختل کنند.
پژوهشگران برای حل این مشکل، ابتدا مس را روی سیلیکون تک‌بلوری رشد دادند و سپس آن را از سطح سیلیکون جدا کردند. این فرایند، یک فویل مسی مستقل ایجاد می‌کند که سطح تماس آن با سیلیکون بسیار صاف است. استفاده از چنین سطحی به طلا اجازه می‌دهد پیش از آنکه ناهمواری‌های سطحی موجب گسستگی لایه شوند، به ضخامت‌های بسیار پایین برسد.
در مرحله بعد، طلا روی این قالب مسی رشد داده شد و یک لایه پلیمری برای پشتیبانی از فیلم به آن افزوده شد. سپس مس زیرین حل شد و فیلم طلا آزاد شد. این فرایند دو نیاز متضاد را از یکدیگر جدا می‌کند: طلا می‌تواند روی سطحی بهینه برای رشد یکپارچه تشکیل شود، اما پس از تولید می‌تواند روی شیشه، پلاستیک، الاستومر یا سایر بسترهای موردنظر قرار گیرد.
این قالب مسی در واقع از دو مسیر به تشکیل فیلم پیوسته کمک می‌کند. از یک سو، برهم‌کنش قوی طلا و مس باعث می‌شود اتم‌های طلا تمایل بیشتری به رشد لایه‌به‌لایه داشته باشند و کمتر به شکل توده‌ها و جزایر سه‌بعدی تجمع کنند. از سوی دیگر، صافی بسیار بالای سطح مس مانع از آن می‌شود که پستی‌وبلندی‌های نانومقیاس، پیوستگی فیلمی با ضخامت تنها چند نانومتر را مختل کنند. شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی نیز این تفاوت را در مقیاس اتمی تأیید کردند و تصاویر میکروسکوپی نشان دادند که طلا روی مس آماده‌شده به‌صورت پیوسته باقی می‌ماند، در حالی که روی برخی سطوح دیگر به شکل شبکه‌ها یا جزایر جدا از هم تشکیل می‌شود.
یکی از نتایج قابل‌توجه این پژوهش، حفظ پیوستگی فیلم پس از انتقال است. نازک‌ترین فیلم ساخته‌شده توانست حداکثر عبوردهی نوری ۸۶.۶ درصد را نشان دهد. در مقابل، نمونه‌های ضخیم‌تر مقاومت سطحی پایینی داشتند که نشان‌دهنده توانایی مناسب آن‌ها برای عبور جریان الکتریکی است. پاسخ نوری این فیلم‌ها نیز همچنان ویژگی‌های یک فلز پیوسته را نشان می‌داد، نه رفتاری مشابه مجموعه‌ای از نانوذرات جدا از هم.
انعطاف‌پذیری فیلم نیز در آزمایش‌ها مورد بررسی قرار گرفت. یک نمونه انعطاف‌پذیر پس از ۱۰۰۰ چرخه خم‌شدن، تقریباً همان مقاومت الکتریکی اولیه خود را حفظ کرد. این نتیجه نشان می‌دهد که رسانای طلایی منتقل‌شده می‌تواند در برابر تغییر شکل‌های مکانیکی مکرر مقاومت کند؛ ویژگی‌ای که برای فناوری‌های پوشیدنی و ادوات انعطاف‌پذیر اهمیت زیادی دارد.
پژوهشگران برای نشان‌دادن ظرفیت‌های این فناوری، آن را در چند کاربرد متفاوت آزمایش کردند. در دیودهای نورگسیل آلی یا OLED، فیلم طلای فوق‌نازک به‌عنوان آند شفاف مورد استفاده قرار گرفت. در ولتاژ اعمالی یکسان، نمونه‌هایی که از الکترود طلایی استفاده می‌کردند، در آزمایش‌های گزارش‌شده روشنایی بیشتری نسبت به نمونه‌های مجهز به اکسید قلع ایندیوم تجاری یا ITO داشتند. پژوهشگران این عملکرد را به تزریق مناسب‌تر بار الکتریکی و صافی بالای سطح الکترود نسبت دادند. البته این آزمایش، بازده کلی یا طول عمر کاری را بررسی نکرده است و بنابراین نمی‌توان بر اساس آن برتری کلی طلا نسبت به ITO را نتیجه گرفت.
در آزمایشی دیگر، فیلم طلا به شکل یک آرایه OLED انعطاف‌پذیر و قابل‌آدرس‌دهی الگودهی شد. این آزمایش نشان داد که فناوری پیشنهادی تنها در یک نمونه ساده و بدون ساختار کاربرد ندارد، بلکه می‌تواند فرایند انتقال در ابعاد بزرگ، الگودهی و یکپارچه‌سازی با ادوات واقعی را نیز پشت سر بگذارد.
ویژگی دیگری که مورد توجه پژوهشگران قرار گرفت، رفتار حرارتی فیلم بود. اگرچه این فیلم‌ها در محدوده مرئی همچنان شفاف باقی می‌ماندند، می‌توانستند میزان تابش حرارتی دریافت‌شده توسط دوربین فروسرخ را کاهش دهند. در دمای واقعی یکسان، ماده صاف‌تر توانست دمای ظاهری ثبت‌شده را در مقایسه با فیلم‌های طلای زبرتر قبلی گروه حدود ۳۰ درصد کاهش دهد. این ویژگی می‌تواند در سامانه‌های کنترل و مدیریت حرارتی مورد استفاده قرار گیرد.
اما شاید یکی از جالب‌ترین کاربردهای آزمایش‌شده، استفاده از این فیلم در تماس مستقیم با پوست باشد. پژوهشگران الکترودهای طلایی را مستقیماً روی ساعد منتقل کردند و از آن‌ها برای ثبت فعالیت قلب و عضلات استفاده کردند. در اندازه‌گیری‌های گزارش‌شده، این الکترودها نسبت به الکترودهای تجاری نقره/کلرید نقره، نسبت سیگنال به نویز بالاتری نشان دادند. اگرچه امپدانس سطح مشترک پوست و الکترود طلا بیشتر بود، پژوهشگران احتمال می‌دهند انطباق بهتر فیلم فوق‌نازک با سطح پوست به بهبود کیفیت سیگنال کمک کرده باشد.
با این حال، پژوهشگران تأکید می‌کنند که سازوکار دقیق این بهبود هنوز به‌طور مستقل تفکیک و اثبات نشده و نتایج فعلی نیز برتری بالینی این الکترودها را نشان نمی‌دهد. آنچه این آزمایش اثبات می‌کند، امکان ثبت مؤثر سیگنال‌های الکتروفیزیولوژیک با استفاده از فیلم طلای منتقل‌شده است.
با وجود این پیشرفت، فناوری هنوز به تولید یک تک‌لایه طلای قابل‌انتقال در مقیاس اتمی نرسیده و فیلم‌های تولیدشده همچنان ساختاری چندبلوری دارند. استفاده از رابط‌های پایدارتر برای پشتیبانی از فیلم می‌تواند امکان کاهش بیشتر ضخامت را فراهم کند. همچنین، کنترل بهتر قالب‌های مسی ممکن است به کاهش پراکندگی در مرز دانه‌ها و بهبود عملکرد الکتریکی منجر شود.
با این حال، پیام اصلی این پژوهش روشن است: سطحی که امکان تولید یک فلز فوق‌نازک را فراهم می‌کند، دیگر الزاماً نباید محل استفاده نهایی آن باشد. همین جداسازی میان مرحله رشد و مرحله کاربرد، می‌تواند یکی از موانع مهم توسعه فلزات فوق‌نازک برای نسل آینده تجهیزات انعطاف‌پذیر، نمایشگرها، سامانه‌های حرارتی و رابط‌های زیستی را برطرف کند.

لینک کوتاه:
https://www.siasatvabazaryabi.ir/Fa/News/796501/

نظرات شما

ارسال دیدگاه

Protected by FormShield
مخاطبان عزیز به اطلاع می رساند: از این پس با های لایت کردن هر واژه ای در متن خبر می توانید از امکان جستجوی آن عبارت یا واژه در ویکی پدیا و نیز آرشیو این پایگاه بهره مند شوید. این امکان برای اولین بار در پایگاه های خبری - تحلیلی گروه رسانه ای آریا برای مخاطبان عزیز ارائه می شود. امیدواریم این تحول نو در جهت دانش افزایی خوانندگان مفید باشد.

ساير مطالب

نسخه آزمایشی جدید One UI 9 سامسونگ به‌زودی برای گلکسی S26 منتشر می‌شود

فن‌بازار ملی ایران با 4 برنامه ویژه به اینوتکس 1405 می‌آید

دستگاه‌های عکسبرداری پزشکی کوچک‌تر می‌شوند

منو راست‌کلیک ویندوز 11 میزبان تغییرات بزرگی می‌شود

عکس روز ناسا از راه شیری بر فراز یک پارک طبیعی

32 سال از عرضه اولین گوشی هوشمند دنیا گذشت

کامیون‌های خودران وارد جاده‌های کالیفرنیا می شوند

توسعه شیلات بوشهر با تکیه بر سرمایه‌گذاری و فناوری‌های نوین

اولین تصاویر واقعی از گوشی رباتیک آنر

طلا تا مرز اتم نازک شد؛ حالا هم رسانا است و هم خم می‌شود!

پروژه تولید بار اول قطار متروی پنج‌واگنه برقی اصفهان بررسی شد

تبدیل ایده به ثروت در صنایع خلاق در پارادایم جدید معاونت علمی

اسپیس ایکس دو ماموریت فضایی را با فاصله 38 دقیقه انجام داد

انقلاب روبات‌های انسان‌نما با رهبری چین؛ رشد 272 درصدی عرضه در 6 ماه

چگونه فضای ذخیره‌سازی لپ تاپ و کامپیوتر را خالی کنیم؟

نمایشگاه اینوتکس 2026 عصرانه شد

بازسازی دانش‌بنیان‌های آسیب دیده دانشگاه شریف با خط اعتباری جدید

فراخوان ساخت و ارتقای محصولات امن با رمزنگاری‌های پساکوانتومی

یافته‌های جدید از نقش استارلینک در تجاوز نظامی آمریکا به ایران

موتورولا یکی دیگر از گوشی‌هایش را به اندروید 17 آپدیت کرد

دوربین مدل معمولی آیفون 17 در تست‌های DXOMARK هم‌پای گلکسی S26 اولترا ظاهر شد

گوشی موتو G Max با باتری 7000 میلی‌آمپرساعتی و رنگ‌بندی جذاب رونمایی شد

تصاویر پوکو F9 اولترا و F9 پرو فاش شدند؛ گوشی‌های پرچمدار با باتری غول‌پیکر

میدونستی به عظمت نظام خلقت فکر کردن جرات میخواد؟

لحظه بی‌نظیر یک خورشیدگرفتگی در عکس روز ناسا

قدیمی‌ترین سنگ مریخی روی زمین رازهای تازه‌ای درمورد سیاره سرخ فاش کرد

مطالعه بزرگ زوال عقل؛ تفاوت‌های چشمگیر پس از 90 سالگی

کشف راز کریستال‌های مریخ؛ 757 میلیون سال پیش آب در این سیاره جاری بود

کهکشان راه‌شیری از زوایه ای دیگر با میلیاردها ستاره

مجوز 4 زیرساخت زیست‌بوم نوآوری در درگاه ملی مجوزها فعال شد

تولید نانوجاذب ایرانی برای افزایش عمر نگهداری میوه و گل

روسیه ژل ترمیم زخم بر پایه جلبک تولید کرد

آتش‌گرفتن گلکسی S25 پلاس در حین شارژ؛ سامسونگ پرداخت خسارت را رد کرد

عکس روز ناسا از ایستگاه فضایی بین‌المللی در زمان خورشیدگرفتگی

از تاکسی هوایی برقی تا قطار ملی؛ آخرین وضعیت پروژه‌های کلان فناورانه

وضعیت کنونی در مریخ از دید مریخ‌نورد Curiosity

بودجه عظیم اپل برای حل بزرگ‌ترین نقطه ضعف سیری

تلگرام 13 ساله شد!

گوشی آنر 700 احتمالا نمایشگر پشتی 1٫7 اینچی خواهد داشت

آیفون X به لیست محصولات «منسوخ» اپل پیوست

اپل برای کاربران 110 کشور هشدار امنیتی صادر کرد

این نشان جدید اینستاگرام است

اپل امسال آیفون 18 را عرضه نمی‌کند

عکس روز ناسا از خورشیدگرفتگی کامل در اسپانیا

انقلاب خاموش در شهرها/ انرژی پاک چگونه قواعد شهرنشینی را تغییر می‌دهد؟

گوشی‌های جدید گوگل در آمریکا درگاه سیم‌کارت فیزیکی ندارند

تلگرام و گوگل در روسیه جریمه شدند

چرخ‌دنده‌های مغناطیسی

رویداد لاشامپ

یکی از عجیب ترین پدیده ها در فیزیک