الماس يکي از سخت ترين مواد شناخته شده است ولي نکته بسيار جالب در اينجا است اگر يک الماس را در مسير نور خورشيد قرار دهيم، شروع به از دست دادن اتم هاي خود مي‌کند.
نرخ کاهش اتم ها به قدري نيست که جواهرسازان يا دارندگان حلقه هاي برليان را نگران کند، ولي کشف اين موضوع قطعا راه استفاده از خواص استثنايي اپتيکي و الکتروني الماس را براي محققان آسانتر مي‌كند.
بسياري از کاربردهاي جديد الماس از کاربرد آن در تابش هاي ليزري گرفته تا کاربرد آن در ارتباطات و محاسبات کوانتومي نيازمند ساختارهاي ريزي در ابعاد ميکرو و نانو بر روي سطح الماس است.
ريچ ميلدرن (Mildren Rich) و گروهش در دانشگاه مک گواير سيدني نشان داده اند که استفاده از پرتوهاي فرابنفش راه بسيار خوبي براي اين کار است.
الماس‌ها معمولا به کمک ليزر قلم زني مي شوند (etching) و در اين فرآيند اتم هاي روي سطح آن سوزانده شده و يک سطح ناهموار که بيشتر به گرافيت شباهت دارد تا به الماس را به وجود مي آورند.
به نوشته خبرنامه انجمن فيزيك، ميلدرن و همکارانش هنگامي که در حال ارتقا دادن ويژگي هاي ليزرهاي ساخته شده از الماس بودند به صورت کاملا تصادفي متوجه شدند که با قطع کردن پرتوي تابشي فرآيندي که به جداشدگي (desorpton) معروف است آغاز شده و اتم‌هاي برانگيخته شده روي سطح الماس ناپديد شده و نهايتا سطح صاف و تراش خورده‌اي باقي مي ماند.
ميلدرن مي گويد: ما مي خواستيم نشان دهيم که الماس (الماس استفاده شده در ليزر) مي تواند در طول موج‌هايي کار کنند که مواد ديگر نمي توانند و البته فرابنفش هم يکي از اين نواحي است.
اين گروه موفق شدند ليزري از جنس الماس بسازند که اشعه فرابنفش ساطع کند اما تنها نقص اين ليزر در مدت کارکرد آن است. اين ليزر پس از 10 دقيقه از کار مي ايستد.
ميلدرن اضافه مي کند که به نظر مي رسد که با به وجود آوردن سوراخ هاي کوچکي روي سطح الماس مي توانيم اتم هاي کربن را آزاد کنيم.
معماي غير قابل حل الماس
اينکه فرآيند جداشدگي چه گونه اتفاق مي افتد بايد بررسي شود اما ميلدرن دو نظريه دارد که در نشريه مواد اپتيکي (Express Material Optical) به چاپ رسيده است.
اولين نظريه اين است که فرآيند جداشدگي نيازمند اين است که سطح الماس با اتم هاي اکسيژن پوشانده شده باشد. دومين فرض او اين است که براي آزاد شدن يک اتم کربن به دو فوتون نياز داريم. هنگامي که دو فوتون به سطح الماس برخورد کند، يک برانگيختگي در سطح الماس به وجود مي آيد و جفت الکترون و حفره برانگيخته شده داخل الماس مي توانند تابش کنند و در نهايت اين فرآيند مي تواند اتم کربن را آزاد کند.
ميلدرن مي گويد: انرژي برانگيختگي بيشتر از مقدار انرژي لازم براي ناپديد شدن يک مولکول مونواکسيد کربن است. همچنين امکان دارد که اشعه فرابنفش مستقيما از سطح الماس منتشر شود که به شکستگي قيود منجر شده و مونواکسيد کربن آزاد مي‌شود.
پروژه ميلدرن اولين کار تحقيقاتي بر روي جزييات روند قلم زني است و نشان مي دهد که رابطه بين نرخ جذب دو فوتون و سرعت قلم زني(به عبارتي خراش دادن سطح) تا حد بسيار خوبي خطي است که به ما کمک مي کند کنترل نرخ خراشيدگي را در دست بگيريم.
آزاد شدن کربن حتي مي تواند در زير نور خورشيد هم رخ دهد. با اين حال، سرعت از دست دادن اتم ها بسيار آرام است به گونه اي که حتي براي يک لامپ فرابنفش جيوه در آزمايشگاه ده بيليون سال طول مي کشد که يک ميکروگرم از الماس را از بين ببرد.
به گفته استيون پراور (Prawer Steven) سرعت بسيار کم از دست دادن اتم ها امکان استفاده از اين روش را به عنوان تکنيکي براي صيقل دادن سطح الماس محدود مي‌كند.
استيون پراور كه تحقيقات مواد را در دانشگاه ملبورن استراليا سرپرستي مي کند، مي گويد: گفتن اين جمله که استفاده از اين روش مناسب نيست درست به نظر نمي رسد. ما قادر خواهيم بود با ترکيب اين روش با روش فرسايش، سطح خراشيده شده را صيقل دهيم.
پراور براي اولين بار سعي دارد در زمينه ارتباطات کوانتومي و مخابره کردن اطلاعات از ليزر ساخته شده از الماس که تک فوتون ساطع مي کند استفاده کند كه بدين منظور داشتن سطح صاف براي الماس استفاده شده ضروري است.
وي مي گويد: براي گير انداختن نور مي بايست داخل موجبر فوتون توليد کنيم اما نشانه گذاري بر روي موجبر باعث به وجود آمدن سطح ناهموار مي شود و سطوح ناهموار باعث پراکنده شدن نور مي شوند و اين بدان معني است که با اين روش نتايج لازم را به دست نمي‌آوريم.
پاسخ با نقل قول
علاقه مندی ها (بوک مارک ها)