(नानावरक न्यूज़) परमाणुओं की एक सपाट शीट एक प्रकार के एंटीना के रूप में कार्य कर सकती है जो प्रकाश को अवशोषित करती है और उसकी ऊर्जा को उसमें प्रवाहित करती है कार्बन नैनोट्यूब, जिससे वे उज्ज्वल रूप से चमकने लगते हैं ("ऑप्टिकल प्रक्रियाओं में आयामी प्रतिबंधों पर काबू पाने के लिए मिश्रित-आयामी हेटरोस्ट्रक्चर में गुंजयमान एक्सिटॉन स्थानांतरण"). यह प्रगति छोटे भविष्य के प्रकाश उत्सर्जक उपकरणों के विकास में सहायता कर सकती है जो क्वांटम प्रभावों का फायदा उठाएंगे। कार्बन नैनोट्यूब लगभग एक नैनोमीटर के व्यास वाले बहुत पतले, खोखले तारों से मिलते जुलते हैं। वे विभिन्न तरीकों से प्रकाश उत्पन्न कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक लेजर पल्स सामग्री के भीतर नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित कर सकता है, जिससे सकारात्मक चार्ज वाले 'छेद' निकल जाते हैं। ये विपरीत आवेश मिलकर एक ऊर्जावान अवस्था बना सकते हैं जिसे एक्साइटॉन के रूप में जाना जाता है, जो प्रकाश के रूप में अपनी ऊर्जा जारी करने से पहले नैनोट्यूब के साथ अपेक्षाकृत दूर तक यात्रा कर सकता है। सिद्धांत रूप में, इस घटना का उपयोग अत्यधिक कुशल बनाने के लिए किया जा सकता है नैनो पैमाने प्रकाश उत्सर्जक उपकरण. दुर्भाग्य से, कार्बन नैनोट्यूब के भीतर एक्साइटॉन उत्पन्न करने के लिए लेजर का उपयोग करने में तीन बाधाएं हैं। सबसे पहले, एक लेज़र बीम आमतौर पर नैनोट्यूब से 1,000 गुना अधिक चौड़ी होती है, इसलिए इसकी ऊर्जा का बहुत कम हिस्सा वास्तव में सामग्री द्वारा अवशोषित होता है। दूसरा, अपनी ऊर्जा को प्रभावी ढंग से वितरित करने के लिए प्रकाश तरंगों को नैनोट्यूब के साथ पूरी तरह से संरेखित होना चाहिए। अंत में, कार्बन नैनोट्यूब में इलेक्ट्रॉन केवल प्रकाश की बहुत विशिष्ट तरंग दैर्ध्य को अवशोषित कर सकते हैं। इन सीमाओं को पार करने के लिए, रिकेन नैनोस्केल क्वांटम फोटोनिक्स प्रयोगशाला के युइचिरो काटो के नेतृत्व में एक टीम ने नैनोमटेरियल्स के एक अन्य वर्ग की ओर रुख किया, जिसे 2डी सामग्री के रूप में जाना जाता है। ये सपाट चादरें केवल कुछ परमाणु मोटी होती हैं, लेकिन वे लेज़र बीम की तुलना में बहुत चौड़ी हो सकती हैं, और लेज़र पल्स को एक्साइटॉन में परिवर्तित करने में कहीं बेहतर होती हैं। टंगस्टन डिसेलेनाइड की एक परमाणु रूप से पतली परत एक्साइटॉन के लिए भंडार के रूप में कार्य करती है, जो इलेक्ट्रॉनों (लाल) और छिद्रों (नीले) से बनी होती है। ये एक्साइटॉन तेजी से एक खाई के ऊपर लटके हुए संकीर्ण कार्बन नैनोट्यूब में चले जाते हैं। (छवि: रिकेन नैनोस्केल क्वांटम फोटोनिक्स प्रयोगशाला) शोधकर्ताओं ने एक इन्सुलेशन सामग्री से बनी खाई के ऊपर कार्बन नैनोट्यूब विकसित किए। फिर उन्होंने नैनोट्यूब के ऊपर टंगस्टन डिसेलेनाइड की एक परमाणु रूप से पतली परत रखी। जब लेज़र पल्स इस परत से टकराते हैं, तो उन्होंने एक्साइटॉन उत्पन्न किया जो लेज़र की तुलना में लंबी तरंग दैर्ध्य की रोशनी जारी करने से पहले, नैनोट्यूब में और इसकी लंबाई के साथ चले गए। प्रत्येक एक्साइटन को वहां से गुजरने में एक सेकंड का केवल एक ट्रिलियनवां हिस्सा लगा 2डी सामग्री नैनोट्यूब में. सामग्री के भीतर महत्वपूर्ण ऊर्जा स्तरों को प्रभावित करने वाली विभिन्न संरचनाओं के साथ नैनोट्यूब का परीक्षण करके, शोधकर्ताओं ने आदर्श नैनोट्यूब रूपों की पहचान की जो 2डी सामग्री से एक्साइटॉन के हस्तांतरण की सुविधा प्रदान करते हैं। इस परिणाम के आधार पर, वे बैंड इंजीनियरिंग का उपयोग करने का इरादा रखते हैं - जो परमाणु रूप से पतले पैमाने पर बेहतर गुणों वाले उपकरणों को साकार करने के लिए अर्धचालक इंजीनियरिंग में एक उपयोगी अवधारणा है। काटो कहते हैं, "जब बैंड इंजीनियरिंग को निम्न-आयामी अर्धचालकों पर लागू किया जाता है, तो नए भौतिक गुणों और नवीन कार्यक्षमताओं के उभरने की उम्मीद होती है।" “हमें उम्मीद है कि हम इस अवधारणा का उपयोग विकास के लिए करेंगे फोटोनिक और optoelectronic ऐसे उपकरण जो केवल कुछ परमाणु परतें मोटे हैं," काटो कहते हैं। “अगर हम उन्हें परमाणु रूप से पतली सीमा तक सिकोड़ सकते हैं, तो हम नए क्वांटम प्रभाव उभरने की उम्मीद करते हैं, जो भविष्य के लिए उपयोगी हो सकते हैं क्वांटम प्रौद्योगिकियाँ".

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• स्रोत: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64906.php