(Tin tức Nanowerk) Một tấm nguyên tử phẳng có thể hoạt động như một loại ăng-ten hấp thụ ánh sáng và truyền năng lượng của nó vào ống nano carbon, làm cho chúng phát sáng rực rỡ (“Sự truyền kích thích cộng hưởng trong các cấu trúc dị thể nhiều chiều để khắc phục các hạn chế về chiều trong các quá trình quang học”). Tiến bộ này có thể hỗ trợ sự phát triển của các thiết bị phát sáng cực nhỏ trong tương lai sẽ khai thác các hiệu ứng lượng tử. Các ống nano carbon trông giống như những sợi dây rỗng, rất mỏng với đường kính chỉ khoảng một nanomet. Chúng có thể tạo ra ánh sáng theo nhiều cách khác nhau. Ví dụ, một xung laser có thể kích thích các electron tích điện âm bên trong vật liệu, để lại những 'lỗ trống' tích điện dương. Những điện tích trái dấu này có thể kết hợp với nhau để tạo thành một trạng thái năng lượng gọi là exciton, có thể di chuyển tương đối xa dọc theo ống nano trước khi giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng. Về nguyên tắc, hiện tượng này có thể được khai thác để tạo ra hiệu quả cao kích thước nano các thiết bị phát sáng. Thật không may, có ba trở ngại khi sử dụng tia laser để tạo ra các chất kích thích bên trong ống nano carbon. Đầu tiên, chùm tia laser thường rộng hơn 1,000 lần so với ống nano, do đó rất ít năng lượng của nó được vật liệu hấp thụ thực sự. Thứ hai, sóng ánh sáng phải thẳng hàng với ống nano để cung cấp năng lượng một cách hiệu quả. Cuối cùng, các electron trong ống nano carbon chỉ có thể hấp thụ những bước sóng ánh sáng rất cụ thể. Để khắc phục những hạn chế này, một nhóm do Yuichiro Kato thuộc Phòng thí nghiệm Quang tử lượng tử quy mô nano RIKEN dẫn đầu đã chuyển sang một loại vật liệu nano khác, được gọi là vật liệu 2D. Những tấm phẳng này chỉ dày vài nguyên tử, nhưng chúng có thể rộng hơn nhiều so với chùm tia laze và có khả năng chuyển đổi xung laze thành kích thích tốt hơn nhiều.
Một mảnh vonfram diselenide mỏng có kích thước nguyên tử hoạt động như một bể chứa các exiton, được tạo thành từ các electron (màu đỏ) và lỗ trống (màu xanh). Những kích thích này nhanh chóng đi vào một ống nano carbon hẹp lơ lửng trên rãnh. (Hình ảnh: Phòng thí nghiệm quang tử lượng tử quy mô nano RIKEN) Các nhà nghiên cứu đã nuôi các ống nano carbon trên một rãnh được khoét từ vật liệu cách điện. Sau đó, họ đặt một lớp vonfram diselenide mỏng cỡ nguyên tử lên trên các ống nano. Khi các xung laser chạm vào lớp vảy này, chúng tạo ra các chất kích thích di chuyển vào ống nano và dọc theo chiều dài của nó trước khi giải phóng ánh sáng có bước sóng dài hơn tia laser. Chỉ mất một phần nghìn tỷ giây để mỗi exiton truyền từ vật liệu 2D vào ống nano. Bằng cách thử nghiệm các ống nano với nhiều cấu trúc khác nhau ảnh hưởng đến mức năng lượng quan trọng bên trong vật liệu, các nhà nghiên cứu đã xác định được các dạng ống nano lý tưởng tạo điều kiện thuận lợi cho việc truyền các chất kích thích từ vật liệu 2D. Dựa trên kết quả này, họ dự định sử dụng kỹ thuật băng tần – một khái niệm hữu ích trong kỹ thuật bán dẫn để hiện thực hóa các thiết bị có đặc tính vượt trội – ở quy mô mỏng nguyên tử. Kato cho biết: “Khi kỹ thuật băng tần được áp dụng cho chất bán dẫn chiều thấp, các tính chất vật lý mới và chức năng cải tiến dự kiến sẽ xuất hiện”. “Chúng tôi hy vọng sử dụng khái niệm này để phát triển quang tử và quang điện tử những thiết bị chỉ dày vài lớp nguyên tử,” Kato cho biết thêm. “Nếu chúng ta có thể thu nhỏ chúng đến giới hạn mỏng nguyên tử, chúng ta hy vọng các hiệu ứng lượng tử mới sẽ xuất hiện, có thể trở nên hữu ích cho tương lai. công nghệ lượng tử".
- Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
- PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
- Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
- PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
- nguồn: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64906.php
