โดยปกติแล้วเพชรเปราะจะถูกยืดออกเกือบ 10% โดยทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติในประเทศจีน แบบจำลองที่ทำโดยทีมงานชี้ให้เห็นว่าการยืดนี้เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของวัสดุอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งอาจนำไปสู่การใช้เพชรแบบใหม่ เช่น ไฟ LED และเลเซอร์แบบเปลี่ยนสีได้ นอกจากจะส่องประกายแวววาวในเครื่องประดับแล้ว เพชรยังเป็นที่ดึงดูดใจนักวิทยาศาสตร์มาอย่างยาวนานด้วย
คุณสมบัติ
ที่ไม่ธรรมดา เพชรเป็นวัสดุที่แข็งที่สุดในโลก มีความสามารถในการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าสูงมาก และเกือบจะโปร่งใสทั้งหมด นอกจากนี้ยังมีค่าการนำความร้อนสูงและค่าความต้านทานการแยกตัวของไดอิเล็กตริกสูงมาก ซึ่งเป็นส่วนผสมที่มีประโยชน์ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูง น่าเสียดาย
ที่เพชรมีคุณสมบัติหลายอย่างที่ทำให้ไม่เหมาะกับงานอิเล็กทรอนิกส์ มีช่องว่างแบนด์ทางอ้อมขนาดใหญ่มากที่ 5.47 eV ทำให้มีผู้ให้บริการฟรีน้อยมาก ยิ่งไปกว่านั้น สารกึ่งตัวนำที่มีช่องว่างแถบความถี่ทางอ้อมไม่โต้ตอบกับแสงอย่างมีประสิทธิภาพผ่านการเปลี่ยนผ่านทางอิเล็กทรอนิกส์
ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้เพชรเป็นแหล่งกำเนิดแสงหรือเซลล์แสงอาทิตย์ได้ วิศวกรรมความเครียดคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของเซมิคอนดักเตอร์สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการเพิ่มอะตอมของสิ่งเจือปน (การเติม) แต่นี่เป็นเรื่องยากมากสำหรับเพชร เนื่องจากความแข็งแกร่งของตะแกรงคาร์บอน
อีกทางเลือกหนึ่งนอกเหนือจากการใช้สารสลบคือวิศวกรรมความเครียด ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนระยะห่างระหว่างอะตอมในโครงตาข่าย ตัวอย่างเช่น โปรเซสเซอร์ในพีซีสมัยใหม่ทุกเครื่องประกอบด้วยสเตรนซิลิกอนที่มีการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนหรือโฮลซึ่งได้รับการเปลี่ยนแปลงโดยวิศวกรรมสายพันธุ์
“ในซิลิคอน ซึ่งเรากำลังดำเนินการอยู่ หากคุณใช้ความเครียดเพียง 1% คุณจะเห็นการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในการเคลื่อนย้ายด้วยไฟฟ้า” หัวหน้าทีมร่วม อธิบาย ในงานวิจัยชิ้นใหม่นี้ ทีมงานได้พิจารณาว่าวิศวกรรมสายพันธุ์สามารถช่วยเพชรได้หรือไม่ การคำนวณทางทฤษฎีแนะนำว่าโครงตาข่ายเพชร
ควรทน
ต่อแรงดึงได้สูงสุดประมาณ 12% อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ เมื่อเพชรแท้ถูกเน้น ความเครียดจะกระจุกตัวอยู่ที่ข้อบกพร่องในโครงตาข่าย ทำให้เพชรแตกแทนที่จะยืดออก ความยืดหยุ่นสูงในปี 2018 Lu และเพื่อนร่วมงานได้แกะสลักเพชรระดับนาโนและโดยการดัดเพชร แสดงให้เห็นว่าเพชรสามารถ
แสดงความยืดหยุ่นสูงได้: “เราค้นพบสิ่งนี้ แต่วิธีการรัดไม่สามารถระบุลักษณะที่ดีได้” Lu อธิบาย “ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา กลุ่มอื่นๆ จำนวนมากได้ทำงานติดตามผล ซึ่งส่วนใหญ่เป็นการคำนวณ คาดการณ์การเปลี่ยนแปลงช่องว่างของแถบความถี่ การเคลือบโลหะ และแม้กระทั่งตัวนำยิ่งยวด” อย่างไรก็ตาม
การทดสอบการคาดคะเนเหล่านี้ต้องการลักษณะเฉพาะของสายพันธุ์ที่แม่นยำ ในงานวิจัยใหม่ของพวกเขา Lu และเพื่อนร่วมงานใช้กระบวนการผลิตขั้นสูงเพื่อผลิตตัวอย่างเพชรผลึกเดี่ยวรูปตัว T ขนาดไมครอน ซึ่งยืดออกโดยใช้เครื่องจับเชิงกลที่ทำขึ้นเอง (ดูรูป) พวกเขาวัดโมดูลัส
ที่แตกต่างกัน
ตามแกนผลึกศาสตร์ที่แตกต่างกัน โดยได้ค่าความเครียดสูงสุด 9.7% ก่อนที่เพชรจะแตกหัก ที่ค่าที่ต่ำกว่า โครงตาข่ายจะกลับคืนสู่โครงแบบเดิมเมื่อขจัดความเครียดออก“เราจัดการสร้างเพชรขนาดเล็กให้เป็นรูปร่างและรูปทรงตามที่เราต้องการได้” “นี่เป็นเพียงภาพประกอบของแนวคิดอุปกรณ์
เราสามารถขยายขนาดได้”ช่องว่างวงโดยตรงข้อจำกัดในการทดลองทำให้นักวิจัยไม่สามารถวัดผลโดยตรงของการยืดต่อโครงสร้างแถบอิเล็กทรอนิกส์ของตัวอย่างได้ อย่างไรก็ตาม การคำนวณโดยใช้ทฤษฎีฟังก์ชันความหนาแน่นและข้อมูลการทดลองบ่งชี้ว่าตามแกนผลึกหนึ่งแกน
ช่องว่างของแถบจะลดลงจากด้านบน 5 eV เป็นประมาณ 3 eV ที่ความเครียดประมาณ 9% ในอีกแกนหนึ่ง ช่องว่างแถบเปลี่ยนจากทางอ้อมเป็นทางตรง ขณะนี้กลุ่มของ Lu กำลังมองหาการใช้งานที่เป็นไปได้หลายอย่างสำหรับเพชรยืด รวมถึงการทำเลเซอร์สีต่างๆ “โดยเนื้อแท้แล้ว เพชรมีช่องว่างที่แถบกว้าง
ในสหราชอาณาจักรเห็นพ้องกันว่าผลลัพธ์ที่สำคัญคือความยืดหยุ่น: “พวกเขาเปิดโอกาสทั้งหมดเหล่านี้ด้วยการแสดงให้เห็นถึงระดับความเครียดนี้ การเปลี่ยนแปลงที่อาจเกิดขึ้นกับคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์และออปโตอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดเป็นเพียงประโยคที่ส่วนท้ายของเอกสาร
แต่นั่นคือสิ่งที่เจ๋ง ๆ จะมา” เขารู้สึกทึ่งเป็นพิเศษกับการเปลี่ยนแปลงของแถบความถี่โดยตรง ซึ่งเขากล่าวว่าอาจนำไปสู่ ดังนั้นจึงสามารถผลิตแสงยูวีได้” เขากล่าว “ตอนนี้ลองนึกดูว่าถ้าเรายืดเพชรออก มันจะเปลี่ยนจากอุลตราไวโอเลตเป็นไวโอเลต และถ้าเรายืดออกไปอีก เพชรจะเปลี่ยนจากไวโอเลต
สิ่งนี้จะเกิดขึ้นในชีวิตของเราหรือไม่นั้นยากที่จะพูด แม้ว่าตอนนี้เราอาจมีความสามารถทางเทคโนโลยี แต่การได้รับการสนับสนุนทางเศรษฐกิจและการเมืองเพื่อเริ่มต้นการผจญภัยเช่นนี้คงเป็นเรื่องยาก หวังว่ามันจะไม่เป็นอุปสรรคใหญ่เกินไป และในอีก 30 ปีข้างหน้าเป็นสีแดง”
การถ่ายภาพผ่านเนื้อเยื่อวิธีที่น่าเชื่อถือที่สุดในการตรวจหาโรคคือการมองหาลักษณะการเปลี่ยนแปลงของตัวอย่างเนื้อเยื่อที่นำมาจากผู้ป่วยในระหว่างการตรวจชิ้นเนื้อ แต่มีความต้องการเพิ่มขึ้นสำหรับเครื่องมือวินิจฉัยทางการแพทย์ที่มีต้นทุนต่ำซึ่งสามารถถ่ายภาพส่วนต่างๆ ของร่างกายโดยไม่ต้องผ่าตัด
“การตรวจชิ้นเนื้อด้วยแสง” ดูเหมือนจะเป็นเครื่องมือที่มีแนวโน้มดีสำหรับการวินิจฉัยและติดตามโรคต่างๆ เช่น มะเร็ง แต่ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการกระเจิงของแสงจำเป็นต้องได้รับการแก้ไข ดังนั้น เทคนิคทางแสงจะพบการใช้งานครั้งแรกที่พื้นผิวของเนื้อเยื่อ เช่น ภายนอก ในผิวหนัง ตาและปาก
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
