(Новости Наноуэрк) Плоский лист атомов может действовать как своего рода антенна, которая поглощает свет и направляет его энергию в углеродные нанотрубки, заставляя их ярко светиться («Резонансный перенос экситонов в смешанно-размерных гетероструктурах для преодоления размерных ограничений в оптических процессах»). Это достижение может помочь в разработке крошечных светоизлучающих устройств будущего, которые будут использовать квантовые эффекты. Углеродные нанотрубки напоминают очень тонкие полые проволоки диаметром всего нанометр или около того. Они могут генерировать свет различными способами. Например, лазерный импульс может возбудить отрицательно заряженные электроны внутри материала, оставляя положительно заряженные «дырки». Эти противоположные заряды могут объединяться в пары, образуя энергетическое состояние, известное как экситон, который может перемещаться относительно далеко вдоль нанотрубки, прежде чем высвободить свою энергию в виде света. В принципе, это явление можно использовать для создания высокоэффективных наноразмерных светоизлучающие устройства. К сожалению, есть три препятствия на пути использования лазера для генерации экситонов внутри углеродных нанотрубок. Во-первых, лазерный луч обычно в 1,000 раз шире, чем нанотрубка, поэтому материал фактически поглощает очень небольшую часть его энергии. Во-вторых, световые волны должны идеально совпадать с нанотрубкой, чтобы эффективно доставлять энергию. Наконец, электроны в углеродной нанотрубке могут поглощать свет только очень определенной длины волны. Чтобы преодолеть эти ограничения, команда под руководством Юичиро Като из Лаборатории наномасштабной квантовой фотоники RIKEN обратилась к другому классу наноматериалов, известным как 2D-материалы. Эти плоские листы имеют толщину всего в несколько атомов, но они могут быть намного шире, чем лазерный луч, и гораздо лучше преобразуют лазерные импульсы в экситоны.
Атомнотонкая чешуйка диселенида вольфрама действует как резервуар для экситонов, которые состоят из электронов (красные) и дырок (синие). Эти экситоны быстро переходят в узкую углеродную нанотрубку, подвешенную над траншеей. (Изображение: Лаборатория наномасштабной квантовой фотоники RIKEN) Исследователи вырастили углеродные нанотрубки над траншеей, вырезанной из изоляционного материала. Затем они поместили атомарно тонкие чешуйки диселенида вольфрама поверх нанотрубок. Когда лазерные импульсы попадали на эту чешуйку, они генерировали экситоны, которые перемещались в нанотрубку и вдоль ее длины, прежде чем испустить свет с большей длиной волны, чем у лазера. Каждому экситону требовалась всего одна триллионная доля секунды, чтобы пройти от 2D материал в нанотрубку. Испытывая нанотрубки с различными структурами, влияющими на важнейшие энергетические уровни внутри материала, исследователи определили идеальные формы нанотрубок, которые облегчают перенос экситонов из 2D-материала. Основываясь на этом результате, они намерены использовать зонную инженерию — полезную концепцию в полупроводниковой технике для создания устройств с превосходными свойствами — на атомно тонком уровне. «Ожидается, что когда зонная инженерия будет применена к низкоразмерным полупроводникам, появятся новые физические свойства и инновационные функциональные возможности», — говорит Като. «Мы надеемся использовать эту концепцию для разработки фотонный и оптоэлектронный устройства толщиной всего в несколько атомных слоев», — добавляет Като. «Если мы сможем уменьшить их до атомно тонкого предела, мы ожидаем появления новых квантовых эффектов, которые могут оказаться полезными для будущего». квантовые технологии".
- SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
- PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
- ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
- ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
- ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
- Источник: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64906.php
