Przełom w użyciu diamentów. Połączenie z borem ma potencjał

Najnowsze badania opublikowane w "Nature Communications" wskazują na nowe możliwości zastosowania diamentowych półprzewodników. Diamenty domieszkowane borem mogą generować plazmony, co otwiera drogę do ich wykorzystania w zaawansowanych biosensorach i urządzeniach optycznych w skali nano.

Diamenty, znane z twardości i przejrzystości, są również doskonałymi przewodnikami ciepła. Z tego względu wykorzystuje się je w pastach termoprzewodzących. Dzięki domieszkom, takim jak bor, diamenty mogą stać się półprzewodnikami, co czyni je atrakcyjnymi dla elektroniki dużej mocy i nowoczesnej optyki kwantowej. Naukowcy z Case Western Reserve University i University of Illinois Urbana-Champaign odkryli, że diamenty z dodatkiem boru mogą generować plazmony — fale elektronów, które poruszają się pod wpływem światła.

Plazmony w diamentach domieszkowanych borem pozwalają na kontrolowanie i wzmacnianie pól elektrycznych w skali nanometrów. To odkrycie może prowadzić do powstania nowych typów urządzeń biomedycznych i kwantowych, o wyższej wydajności niż obecne technologie. Diamenty te mogą być używane w obrazowaniu medycznym, biochipach o wysokiej czułości oraz czujnikach molekularnych.

- Zrozumienie, w jaki sposób domieszkowanie wpływa na reakcję optyczną półprzewodników, takich jak diament, zmienia nasze rozumienie tych materiałów — powiedział Mohan Sankaran, profesor inżynierii jądrowej, plazmowej i radiologicznej na Illinois Grainger College of Engineering.

Materiały plazmoniczne były wykorzystywane od wieków, zanim zrozumiano ich naukowe podstawy. Średniowieczne witraże zawdzięczają swoje kolory metalowym nanocząsteczkom, które generują plazmony. Diamenty domieszkowane borem, dzięki swojej przezroczystości i chemicznej obojętności, mogą znaleźć zastosowanie tam, gdzie inne materiały zawodzą.

Diamenty te, mimo domieszkowania, zachowują przezroczystość z niebieskim odcieniem, co czyni je unikalnymi wśród materiałów półprzewodnikowych.