Кристаллические стержни или как делают прототип логических ворот

Кристаллические стержни или как делают прототип логических ворот

Китайские ученые предлагают новую стратегию конструирования фотонных гетероструктурных кристаллов, обладающих перестраиваемыми свойствами. Как отмечается публикацией «Angewandte Chemie», технологически выстраивается кристаллический стержень с флуоресцентными цветами — прототип неких «логических ворот». Команде китайских специалистов удалось достичь успеха, благодаря использованию специально сконструированных металлоорганических каркасов (MOF). Эти решётчатые структуры созданы на основе металлических «узлов», соединенных органическими лигандами (атомами, молекулами).

Молекулы «гости» и лиганды

Решётчатые структуры содержат клетчатые полости, которые способны удерживать другие молекулы в качестве своего рода «гостей». В этом случае «гости» и часть лигандов, интегрированных в решётку, сопоставляются с учётом переноса «гостями» электронов в молекулу лиганда (перенос заряда). Подобного типа системы имеют тенденцию флуоресцировать. Цвет флуоресценции конкретного MOF зависит от типа «гостя».

Ещё одним преимуществом структур металлоорганических каркасов состоит в том, что здесь кристаллизация происходит посредством роста слоёв на кристаллическом ядре в одном предпочтительном направлении. Используя именно эти свойства, учёные:

  • Нанкайского университета Тяньцзина,
  • Объединенного инновационного центра химической науки и техники,
  • Пекинского Института химии Китайской академии наук,

смогли изготовить кристаллы в форме стержней. В процессе кристаллизации специалисты меняли типы включенной «гостевой» молекулы.

Такой подход приводит к образованию «полосатых» стержней с отдельными доменами, которые флуоресцируют по-разному. Например, учёным удалось воспроизвести стержни, концы которых поглощают ультрафиолетовый свет и флуоресцируют сине-зелёный. В то же время центральная область поглощает видимый зелёный свет и излучает красный свет.

Поведение аналогичное проводникам света

Поскольку стержни находятся в прямом контакте, энергия может передаваться между доменами, и некоторые из сине-зелёных фотонов передаются в центральную область, вызывая тем самым флуоресцентный красный цвет в этой области. Фактически поведение стержней напоминает поведение проводников света. Отсюда вывод: независимо от того, какое пятно облучается, часть флуоресцентного света транспортируется через весь стержень в область концевых зон.

На основе этого типа кристаллов исследователи разработали прототип для логической схемы с двумя «входами» и двумя «выходами»; то есть места хранения или регистрации света, и генерируются красные и / или сине-зелёные сигналы соответственно. Исследователи видят потенциальное применение кристаллов MOF в компонентах, где встроены оптические схемы, например:


При помощи информации: Wiley


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *