Команда з Мічиганського державного університету розробила новий метод «малювання» кристалів. Ця інноваційна технологія лазерного креслення кристалів дозволяє-генерувати кристали на вимогу в певний час і в певних місцях, забезпечуючи більш точні можливості виготовлення матеріалів для таких галузей, як сонячні елементи, світлодіодне освітлення та медичне зображення. Цей прорив був опублікований в останньому випуску ACS Nano, журналу Американського хімічного товариства.
Кристали всюдисущі, від телевізійних екранів і детекторів диму до ультразвукових пристроїв і сонарних систем. Їхні унікальні оптичні та електричні властивості лежать в основі сучасних технологічних досягнень. Однак традиційні методи вирощування часто призводять до утворення кристалів у випадковий час і в випадкових місцях, що ускладнює забезпечення якості та послідовності. Ця невизначеність тривалий час обмежувала виробництво високо-продуктивних пристроїв.
Щоб вирішити цю проблему, команда застосувала надшвидкісну лазерну технологію, щоб створити перший-нанорозмірний «малюнок» кристалів. Для своїх експериментів вони вибрали галогенідні кристали перовскіту свинцю-, які мають значне застосування у світлодіодах, сонячних елементах і медичних зображеннях.
На відміну від попередніх складних етапів вирощування кристалів, команда не використовувала затравкові кристали як шаблони. Натомість вони націлилися лазером на крихітну блискучу наночастинку золота-менше однієї-тисячної діаметра людської волосини-. Коли один лазерний імпульс потрапляв на поверхню наночастинки, він миттєво нагрівався, викликаючи зростання кристалів завдяки цій взаємодії. Використовуючи високошвидкісну-мікроскопію, вони навіть могли спостерігати цей процес у реальному часі.
Цей метод лазерного малювання кристалів нагадує лазерне гравіювання на металі або дереві. Він не тільки покращує керованість виробництва кристалів, але й надає нові інструменти дослідження для таких галузей, як енергетика, електроніка та квантові технології. Водночас це допомагає хімікам краще зрозуміти-давню таємницю формування кристалів.
Використовуючи цей метод, команда може точно контролювати, коли і де ростуть кристали. Вони можуть сидіти біля мікроскопа й спостерігати за першим моментом народження кристала, керуючи напрямком його росту. Далі вони планують використовувати лазери різних кольорів, щоб «малювати» складніші візерунки кристалів і спробувати створити нові матеріали, недоступні традиційними методами.
