(أخبار Nanowerk) يمكن لصفيحة مسطحة من الذرات أن تعمل كنوع من الهوائي الذي يمتص الضوء ويمرر طاقته إليه أنابيب الكربون النانوية، مما يجعلها تتوهج بشكل مشرق ("نقل الإكسيتون الرنان في هياكل متغايرة الأبعاد مختلطة للتغلب على قيود الأبعاد في العمليات البصرية"). يمكن أن يساعد هذا التقدم في تطوير أجهزة صغيرة باعثة للضوء في المستقبل والتي ستستغل التأثيرات الكمومية. تشبه الأنابيب النانوية الكربونية أسلاكًا رفيعة جدًا ومجوفة يبلغ قطرها نانومترًا واحدًا فقط أو نحو ذلك. يمكنهم توليد الضوء بطرق مختلفة. على سبيل المثال، يمكن لنبضة ليزر أن تثير إلكترونات سالبة الشحنة داخل المادة، مما يترك "ثقوبًا" موجبة الشحنة. يمكن لهذه الشحنات المتضادة أن تتزاوج لتشكل حالة طاقة تُعرف باسم الإكسيتون، والتي قد تنتقل لمسافة بعيدة نسبيًا على طول الأنبوب النانوي قبل إطلاق طاقتها على شكل ضوء. ومن حيث المبدأ، يمكن استغلال هذه الظاهرة لجعلها ذات كفاءة عالية مقياس النانو الأجهزة الباعثة للضوء. لسوء الحظ، هناك ثلاث عقبات أمام استخدام الليزر لتوليد الإكسيتونات داخل أنابيب الكربون النانوية. أولاً، عادةً ما يكون شعاع الليزر أعرض بـ 1,000 مرة من الأنبوب النانوي، لذلك لا تمتص المادة سوى القليل جدًا من طاقته. ثانيًا، يجب أن تتماشى موجات الضوء تمامًا مع الأنبوب النانوي لتوصيل الطاقة بفعالية. وأخيرًا، يمكن للإلكترونات الموجودة في أنبوب الكربون النانوي أن تمتص فقط أطوال موجية محددة جدًا من الضوء. للتغلب على هذه القيود، تحول فريق بقيادة يويشيرو كاتو من مختبر RIKEN Nanoscale Quantum Photonics Laboratory إلى فئة أخرى من المواد النانوية، المعروفة باسم المواد ثنائية الأبعاد. يبلغ سمك هذه الصفائح المسطحة بضع ذرات فقط، لكنها يمكن أن تكون أوسع بكثير من شعاع الليزر، وهي أفضل بكثير في تحويل نبضات الليزر إلى إكسيتونات.
تعمل شريحة رقيقة ذريًا من ثنائي سيلينيد التنغستن كمستودع للإكسيتونات، والتي تتكون من إلكترونات (باللون الأحمر) وفتحات (باللون الأزرق). تمر هذه الإكسيتونات بسرعة إلى أنبوب نانوي كربوني ضيق معلق فوق خندق. (الصورة: مختبر RIKEN Nanoscale Photonics Laboratory) قام الباحثون بزراعة أنابيب الكربون النانوية فوق خندق منحوت من مادة عازلة. ثم وضعوا شريحة رقيقة ذريًا من ثنائي سيلينيد التنجستن فوق الأنابيب النانوية. عندما تضرب نبضات الليزر هذه الشريحة، فإنها تولد الإكسيتونات التي تنتقل إلى الأنبوب النانوي وعلى طوله، قبل إطلاق ضوء بطول موجي أطول من الليزر. لقد استغرق الأمر جزءًا من تريليون من الثانية فقط لكل إكسيتون ليمر من مادة 2D في الأنابيب النانوية. ومن خلال اختبار الأنابيب النانوية بمجموعة من الهياكل المختلفة التي تؤثر على مستويات الطاقة الحاسمة داخل المادة، حدد الباحثون أشكال الأنابيب النانوية المثالية التي تسهل نقل الإكسيتونات من المادة ثنائية الأبعاد. وبناءً على هذه النتيجة، فإنهم يعتزمون استخدام هندسة النطاق – وهو مفهوم مفيد في هندسة أشباه الموصلات لإنشاء أجهزة ذات خصائص متفوقة – على مقياس رفيع ذريًا. يقول كاتو: "عندما يتم تطبيق هندسة النطاق على أشباه الموصلات منخفضة الأبعاد، فمن المتوقع ظهور خصائص فيزيائية جديدة ووظائف مبتكرة". "نأمل أن نستخدم هذا المفهوم للتطوير فوتوني و الكتروضوئي ويضيف كاتو: "الأجهزة التي يبلغ سمكها بضع طبقات ذرية فقط". "إذا تمكنا من تقليصها إلى الحد الذري الرفيع، فإننا نتوقع ظهور تأثيرات كمومية جديدة، والتي قد تصبح مفيدة للمستقبل". تقنيات الكم".
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64906.php
