طراحی فرامواد مصنوعی که در «پنهانسازی»(ناپدیدی نسبت به امواج آکوستیک و الکترومغناطیس) استفاده دارند، کار دشواری است. اگر بتوان پنهانسازی را در بسامدهای مفید یا در فناوری های سودمند ایجاد کرد، کاربردهای بسیاری برای آن متصور است. بولین لیایو[1] و همکارانش در MIT برای بهینه سازی حرکت الکترون در مواد نانوساختار، استفاده از پنهانسازی را در قطعات شبه رسانا پیشنهاد داده اند.

به همان نسبت که اندازه قطعات شبه رسانا کوچک و کوچک تر می شود، داشتن کنترل مناسب روی پراکندگی و انتقال الکترون مهمتر می شود. آیا می توان در شبه رسانا مراکز پراکندگی ساخت که در انرژی های خاصی شفاف باشد؟ در هنگامی که نانوذرات اندازه ای از مرتبه طول موج الکترون دارند، این گروه توانسته توصیفی از نانوذرات هسته-پوسته ارایه دهد. نانوذرات برای الکترون ها ظاهر شده و انتقال الکترون در این انرژی ها افزایش می یابد.

مشابه نظریه Mie برای مسایل پراکندگی الکترومغناطیسی، فرمالیسم امواج جزیی سطح مقطع پراکندگی کل را به شکل جمع «امواج جزیی» با گشتاورهای زاویه ای متفاوت بیان می کند. برای عملی بودن این روش، اندازه نانوذرات باید مشابه طول موج الکترون باشد، در این صورت امواج جزیی مرتبه بالاتر نیز [در پراکندگی] سهم دارند.

این گروه با تنظیم طول موج های الکترون، نسبت هسته-پوسته، جرم موثر هسته و پوسته، موفق شدند تا در بازه نازکی از انرژی پراکندگی را چهار مرتبه کاهش دهند. آن ها از سامانه دوبعدی گالیوم-آرسناید در کنار آرایه ای سه بعدی حاوی مواد ترموالکتریک استفاده کردند. کاربردهای ممکن این «پنهانگرهای الکترونی» عبارتند از: کلیدها و حسگرهای الکترونیکی نوین و روش های پربازده بهره برداری و تبدیل انرژی.

منبع:

Nanoparticles in Hiding, APS Physics: Synopsis, Daniel Ucko, 20 September 2012, link

مرجع:

Cloaking Core-Shell Nanoparticles from Conducting Electrons in Solids, Bolin Liao, Mona Zebarjadi, Keivan Esfarjani, and Gang Chen, Phys. Rev. Lett. 109, 126806 (2012), link