تشریح روش‌های شناخت و افزودن خواص مواد توپولوژیک

به گزارش گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا، زاهد حسن در نشستی از سلسله نشست‌های هشتمین دوره تبادل علم و فناوری(STEP) عصر سه شنبه در دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف در مورد شناخت عایق‌ها یا فلزات توپولوژیک با روش آرپی‌اس یا اسپکتروسکوپی زاویه مشخص شده ناشی از فوتون‌ در آزمایشگاه توضیح داد. وی و گروه محققان همراهش از این روش برای تشخیص خصوصیت مغناطیسی الکترون ها استفاده کرده‌اند.

حسن همچنین در مورد خاصیت کوانتومی الکترون‌ها گفت و اظهار کرد چگونه از این روش برای تشخیص باندهای انرژی مواد استفاده کرده است. این تحقیقات منجر به شناسایی این شده که هر ماده توپولوژیک است یا خیر و چه نوع عایق توپولوژیک هست. حسن، عایق‌های توپولوژیک را در سال ۲۰۰۷ ساخت و بعد روی شیوه‌های جدیدتری کار کرد و عایق‌ها را ساخت و با اضافه کردن موادی به عایق‌های توپولوژیک خواص جدیدی به این‌ عایق ها تولید کرد. حوزه کاری زاهد حسن فیزیک ماده چگال تجربی و توسعه و ساخت مواد جدید با خواص جدید است.

این مواد مهم هستند؛ زیرا هدف ماده چگال رفتارشناسی مواد است؛ یعنی توان تحلیل دقیق ساختار الکترونیکی مواد و اینکه چطور باعث می‌شود ماده خواص جدید بیابد؛ مثلا چرا آهن خاصیت مغناطیسی دارد و مس ندارد؟ چرا بعضی مواد عایق هستند ولی بعضی مواد به راحتی جریان برق را از خود عبور می‌دهند یا بعضی مواد ابررسانا هستند؟ یکی از موضوعاتی که حسن به آن پرداخته این است که چطور می توان این مواد را به زبان دقیق مکانیک کوانتومی فهمید؛ زیرا همه این مواد صرف‌نظر از تفاوت از عناصر جدول تناوبی، از الکترون‌هایی تشکیل شده‌اند ولی خواص متفاوتی دارند.

سوال این است چرا رفتار متفاوتی نسبت به جریان الکتریسیته دارند، برای فهم این به مکانیک کوانتومی و به تکنیک‌های متفاوتی نیاز است؛ در این صورت می توانیم خواص مواد را کنترل و در فناوری استفاده کنیم. برای نمونه مواد با خواص ویژه بسازیم و فناوری را توسعه دهیم، توسعه فناوری مبتنی بر مواد است.

پروفسور زاهد حسن در دو دهه اخیر نسل جدیدی از مواد را با آنالیزهای طیف‌نگاری الکترونی در آزمایشگاه‌ها یافته است. خیلی از این مواد خواصی دارند که ما به آنها توجه نکردیم مثلا یک نوع از مواد در توده عایق و در سطح رسانا هستند یعنی مواد توپولوژیک. وی تعداد زیادی از این مواد را در آزمایشگاه کشف کرده و بعضی وجود داشته‌اند ولی خواص آنها را نمی‌دانستیم و حسن به دست آورده است‌.

وی در تحقیقاتش هم پیش‌بینی‌های تئوری را تایید کرده است و هم سوال‌های جدیدی را برای نظریه‌پردازان ایجاد کرده است. تحقیقات او بیشتر بر طیف‌نگاری مواد استوار است که با شناخت بیشتر مواد می‌توان در آینده از آنها در فناوری نوین استفاده کرد مثلا استفاده از کوبیت‌های کوانتومی در رایانه‌های کوانتومی.

حسن از سال ۲۰۰۷ اولین گونه مواد توپولوژیک را کشف کرد و بعد از آن طیف بیشتری را شناخت. روش‌های زیادی را برای شناسایی مواد توسعه داده و از روش‌های دانشمندان قبلی نیز استفاده کرده است. همچنین دستگاه‌هایی که مبتنی بر فوتون کار می‌کنند یعنی فوتون آشکارگرها را توسعه داده است.

امسال جهان اسلام شاهد برگزاری چهارمین آیین اعطای جایزه مصطفی(ص) است. جایزه مصطفی(ص) تاکنون سه دوره در سال‌های ۹۴، ۹۶ و ۹۸ برگزار شده و شاهد حضور صدها دانشمند برجسته از کشورهای مختلف جهان در آیین اعطای خود بوده است.

کامران وفا، استاد فیزیک دانشگاه هاروارد، نظریه‌پرداز نظریه ریسمان و صاحب کرسی هلیس و زاهد حسن استاد فیزیک نظری دانشگاه پرینستون همچنین کاشف نیمه‌فلزهای فرمیون ویل برگزیده جایزه مصطفی (ص) ۲۰۲۱ هستند.

همچنین محمد الصائغ پزشک و استاد دانشگاه آمریکایی بیروت و پژوهشگر حوزه پیوند، اقبال چودری زیست‌شیمی‌دان پژوهشگاه بین‌المللی علوم شیمیایی و زیستی دانشگاه کراچی و یحیی تیعلاتی استاد فیزیک نظری دانشگاه الخامس شهر رباط مراکش برگزیده مقیم کشورهای اسلامی جایزه مصطفی(ص) ۲۰۲۱ شدند.

این جایزه هر دو سال یک‌بار به دانشمندان و پژوهشگران برتر جهان اسلام اعطا می‌شود و با شناسایی، معرفی و تقدیر شایسته از برترین‌های علم و فناوری در جهان اسلام، علم‌آموزی و پژوهش را در جوامع اسلامی ترویج و تشویق می‌کند.

انتهای پیام/۴۰۲۱/