روش‌های شناخت و افزودن خواص مواد توپولوژیک

به گزارش روابط عمومی پارک فناوری پردیس، پروفسور 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 عایق ها یا فلزات توپولوژیک با روش ار پی اس/  angle-resolved photoemission spectroscopy  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 کرده اند.

پروفسور حسن همچنین در مورد خاصیت کوانتومی الکترونها گفت و اظهار داشت‌ 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.

پروفسور حسن، عایق های توپولوژیک را در سال ۲۰۰۷ ساخت و بعد روی شیوه های جدیدتری کار کرد و عایق ها را ساخت و با اضافه کردن موادی به عایق های توپولوژیک خواص جدیدی به این‌ عایق ها تولید کرد.

حوزه کاری پروفسور 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 می شود 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 می دهند یا بعضی مواد ابررسانا هستند؟ یکی از موضوعاتی که پروفسور حسن به آن پرداخته این است که چطور می توان این مواد را به زبان دقیق مکانیک کوانتومی فهمید؛ زیرا همه این مواد صرف نظر از تفاوت از عناصر جدول تناوبی، از الکترون هایی تشکیل شده اند 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 آزمایشگاه ها 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 ازمایشگاه کشف کرده و بعضی وجود داشته اند ولی خواص آنها را نمی‌دانستیم و پروفسور حسن به دست آورده است‌.

وی در تحقیقاتش هم پیشبینی های تئوری را تایید کرده است و هم سوال های جدیدی را برای نظریه پردازان ایجاد کرده است. تحقیقات او بیشتر بر طیف نگاری مواد استوار است که با شناخت بیشتر مواد می توان در آینده از آنها در فناوری نوین استفاده کرد مثلا استفاده از کوبیت های کوانتومی در رایانه های کوانتومی.

پروفسور حسن از سال ۲۰۰۷ اولین گونه مواد توپولوژیک را کشف کرد و بعد از آن طیف بیشتری را شناخت. روش های زیادی را برای شناسایی مواد توسعه داده و از روش های دانشمندان قبلی نیز استفاده کرده است. همچنین دستگاه هایی که مبتنی بر فوتون کار می کنند 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 94، 96 و 98 برگزار شده و شاهد حضور صدها دانشمند برجسته از کشورهای مختلف جهان در آیین اعطای خود بوده است.

پروفسور کامران وفا، استاد فیزیک دانشگاه هاروارد، نظریه‌پرداز نظریه ریسمان و صاحب کرسی هلیس و پروفسور زاهد حسن استاد فیزیک نظری دانشگاه پرینستون همچنین کاشف نیمه‌فلزهای فرمیون ویل برگزیده جایزه مصطفی ^(ص) 2021 هستند.

همچنین پروفسور محمد الصائغ پزشک و استاد دانشگاه آمریکایی بیروت و پژوهشگر حوزه پیوند، پروفسور 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) 2021 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.