لیزر مبتنی بر نقاط کربنی (Carbon Dot Laser)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر مبتنی بر نقاط کربنی (Carbon Dot Laser) :
Carbon Dot Laser یک نوع جدید و نوظهور از لیزر است که در آن نقاط کربنی (Carbon Dots - CDs) به عنوان محیط فعال استفاده می شوند. نقاط کربنی نانوذرات کربنی نیمه هادی با اندازه زیر ۱۰ نانومتر هستند که خواص فلورسانس خوبی از خود نشان می دهند. آنها زیست سازگار، غیرسمی، و با روش های شیمیایی ساده قابل سنتز هستند. تحقیقات در این زمینه عمدتا در مرحله آزمایشگاهی است و اولین لیزر مبتنی بر نقاط کربنی در سال های اخیر گزارش شده است.
مکانیزم: نقاط کربنی به دلیل اثرات محصورشدگی کوانتومی و نقص های سطحی، دارای سطوح انرژی گسسته و گسیل فلورسانس در محدوده مرئی تا مادون قرمز نزدیک هستند. آنها را می توان در ماتریس های جامد (مانند پلیمرها) پراکنده کرد یا در محلول استفاده نمود. با پمپاژ نوری (معمولا با لیزر پالسی)، نقاط کربنی برانگیخته شده و گسیل القایی می تواند رخ دهد. برای تشکیل حفره لیزر، می توان از ساختارهای موجبری، میکروکاویتی، یا حفره های خارجی استفاده کرد.
مزایای بالقوه نقاط کربنی: سنتز آسان و کم هزینه، زیست سازگاری (مناسب برای کاربردهای پزشکی)، پایداری نوری خوب (در مقایسه با برخی رنگ های آلی)، و قابلیت تنظیم طول موج با تغییر اندازه و سطح شیمیایی. چالش ها: بازده کوانتومی فلورسانس در برخی از نقاط کربنی ممکن است محدود باشد، و دستیابی به بهره نوری کافی برای لیزر نیاز به بهینه سازی دارد.
کاربردهای بالقوه: حسگرهای زیستی، تصویربرداری پزشکی، و لیزرهای قابل کاشت. این حوزه هنوز در مراحل اولیه تحقیقات است و باید منتظر پیشرفت های بیشتر برای تجاری سازی بود.
