Istraživači su otkrili da Diamond ima vodljivost blizu metala

Američki istraživači otkrili su novu karakteristiku dijamanta dopiranog Boronom - efektom plazmona. To može učiniti biomedicinske i kvantne optičke uređaje učinkovitijim i sposobnijima za obradu informacija na načine koje tradicionalne tehnologije ne mogu postići. Povezani rad objavljen je 13. godine u časopisu Nature Communications.

 

Diamond postaje ključni materijal u elektroničkim uređajima velike snage i kvantnu optičku tehnologiju sljedeće generacije. Dopingom s nečistoćama poput borona, znanstvenici mogu prilagoditi svojstva dijamanta kako bi mu dali vodljivost sličnu onoj metala.

 

Tim sa Sveučilišta Case Western Reserve i Sveučilišta u Illinoisu u Urbana Champaign otkrio je da Boron Dopid Diamond pokazuje još jednu jedinstvenu plazmoničnu karakteristiku: kad su izloženi svjetlu, njegovi unutarnji elektroni kolektivno osciliraju, stvarajući snažan učinak poboljšanja električnog polja. Ova je sposobnost ključna za razvoj naprednih biosenzora, nano optičkih komponenti i poboljšanje performansi solarnih ćelija i kvantnih uređaja. Vrijedno je napomenuti da, iako drugi poluvodiči ili metali također imaju slična svojstva, oni su obično neprozirni, dok dijamant dopiran boronom zadržava optičku transparentnost, što mu daje dodatnu prednost.

 

Plazmonični fenomen odnosi se na uzorke elektromagnetskih valova nastalih u nanocjenjivi kada svjetlost djeluje s materijom. Ovaj se fenomen stoljećima pojavljuje u umjetničkim djelima, poput sjajnih boja na srednjovjekovnoj crkvi obojenim staklenim prozorima, koje su uzrokovane plazmonskim efektom generiranim metalnim nanočesticama ugrađenim u čašu.

 

Budući da je dijamant prozirna kristalna struktura sačinjena od ugljikovih atoma, kada se doda mala količina bora, boron ima jedan manje elektrona od ugljika, koji u materijalu može tvoriti periodične elektronske "rupe", povećavajući tako njegovu vodljivost. Dijamant ostaje proziran i ima plavu nijansu. Diamond dopiran boronom također ima kemijsku inertnost i biokompatibilnost, što ga čini prikladnim za medicinsko snimanje, biohije visoke osjetljivosti i molekularne senzore.