Onderzoekers hebben ontdekt dat Diamond geleidbaarheid heeft dicht bij die van metalen

Amerikaanse onderzoekers hebben een nieuw kenmerk ontdekt in Boron Doted Diamond - het Plasmon -effect. Dit kan biomedische en kwantumoptische apparaten efficiënter maken en in staat zijn om informatie te verwerken op manieren die traditionele technologieën niet kunnen bereiken. De bijbehorende paper werd gepubliceerd op de 13e in het tijdschrift Nature Communications.

 

Diamond wordt een belangrijk materiaal in krachtige elektronische apparaten en kwantumoptische technologie van de volgende generatie. Door te doperen met onzuiverheden zoals boor, kunnen wetenschappers de eigenschappen van diamant aanpassen om het geleidbaarheid te geven vergelijkbaar met die van metalen.

 

Een team van Case Western Reserve University en de Universiteit van Illinois in Urbana Champaign heeft ontdekt dat Boron Doted Diamond een ander uniek plasmonisch kenmerk vertoont: bij blootstelling aan licht oscilleren de interne elektronen die collectief oscilleren, wat een sterk lokaal elektrisch veldverbeteringseffect produceert. Dit vermogen is cruciaal voor het ontwikkelen van geavanceerde biosensoren, nano -optische componenten en het verbeteren van de prestaties van zonnecellen en kwantumapparaten. Het is vermeldenswaard dat hoewel andere halfgeleiders of metalen ook vergelijkbare eigenschappen hebben, ze meestal ondoorzichtig zijn, terwijl boor gedoteerde diamant optische transparantie behoudt, wat het een extra voordeel geeft.

 

Het plasmonische fenomeen verwijst naar de elektromagnetische golfpatronen gevormd op het nanoschaal wanneer licht interageert met materie. Dit fenomeen verschijnt al eeuwen in kunstwerken, zoals de briljante kleuren op middeleeuwse kerkgekleurde glazen ramen, die worden veroorzaakt door het plasmoneffect gegenereerd door metalen nanodeeltjes ingebed in het glas.

 

Omdat Diamond een transparante kristalstructuur is die bestaat uit koolstofatomen, wanneer een kleine hoeveelheid boor wordt toegevoegd, heeft Boron één minder elektron dan koolstof, die periodieke elektronengaten in het materiaal kan vormen, waardoor de geleidbaarheid ervan wordt verhoogd. Diamant blijft transparant en heeft een blauwe tint. Boron gedoteerde diamant heeft ook chemische inertie en biocompatibiliteit, waardoor het geschikt is voor medische beeldvorming, biochips met hoge gevoeligheid en moleculaire sensoren.