צוות מאוניברסיטת מישיגן סטייט פיתח שיטה חדשה ל"ציור" גבישים. טכנולוגיית רישום קריסטל בלייזר חדשנית מאפשרת יצירת גבישים לפי דרישה בזמנים ובמיקומים מוגדרים, ומספקת יכולות ייצור חומרים מדויקות יותר לתחומים כגון תאים סולאריים, תאורת LED והדמיה רפואית. פריצת דרך זו פורסמה בגיליון האחרון של ACS Nano, כתב עת של האגודה האמריקנית לכימיה.
קריסטלים נמצאים בכל מקום, ממסכי טלוויזיה וגלאי עשן ועד למכשירי אולטרסאונד ומערכות סונאר. התכונות האופטיות והחשמליות הייחודיות שלהם עומדות בבסיס ההתקדמות הטכנולוגית המודרנית. עם זאת, שיטות גידול מסורתיות גורמות לרוב להיווצרות גבישים בזמנים ובמיקומים אקראיים, מה שמקשה על הבטחת איכות ועקביות. חוסר הוודאות הזה הגבילה זה מכבר את הייצור של מכשירים בעלי ביצועים גבוהים-.
כדי להתמודד עם האתגר הזה, הצוות השתמש בטכנולוגיית לייזר מהירה במיוחד כדי להשיג את ה"ציור" הראשון אי פעם של גבישים בקנה מידה ננומטרי. הם בחרו גבישי עופרת הליד פרוסקיט עבור הניסויים שלהם-חומרים עם יישומים משמעותיים בנורות LED, תאים סולאריים והדמיה רפואית.
שלא כמו שלבי גידול גבישים מורכבים קודמים, הצוות לא השתמש בגבישי זרעים כתבניות. במקום זאת, הם התמקדו בננו-חלקיק זהב זעיר ומבריק-פחות מ-אלף מקוטר שערה אנושית-באמצעות לייזר. כאשר דופק לייזר בודד פגע במשטח של הננו-חלקיק, הוא יצר חימום מיידי, מה שגרם לצמיחת גבישים באמצעות אינטראקציה זו. באמצעות-מיקרוסקופיה במהירות גבוהה, הם יכלו אפילו לצפות בתהליך הזה בזמן אמת.
שיטת רישום קריסטל בלייזר דומה לחריטה בלייזר על מתכת או עץ. זה לא רק משפר את יכולת השליטה של ייצור גבישים אלא גם מספק כלי מחקר חדשים לתחומים כמו אנרגיה, אלקטרוניקה וטכנולוגיה קוונטית. במקביל, זה עוזר לכימאים להבין טוב יותר את התעלומה ארוכת השנים של היווצרות גבישים.
באמצעות שיטה זו, הצוות יכול לשלוט במדויק מתי ואיפה גדלים גבישים. הם יכולים לשבת ליד המיקרוסקופ ולחזות ברגע הראשון של לידתו של גביש, להנחות את כיוון הצמיחה שלו. לאחר מכן, הם מתכננים להשתמש בלייזרים של מספר צבעים כדי "לצייר" דפוסי קריסטל מורכבים יותר ולנסות ליצור חומרים חדשים שאינם ניתנים להשגה באמצעות שיטות מסורתיות.
