| 0 |
|
Под действием падающего света или электрического тока углеродные нанотрубки (CNT) способны излучать фотоны в близком ИК-диапазоне, но для практического применения в нанофотонике квантовая эффективность люминесценции у них слишком мала — около 1%. Принципиальные ограничения здесь накладывает одномерная природа нанотрубок.
В новой работе, представленной в журнале Nature Photonics, ученые из университета Киото (Япония) показали как, модифицируя размерность углеродных нанотрубок состояниями с нулевой размерностью, можно поднять коэффициент их светимости на порядок величины.
В экспериментах, CNT легировались атомами кислорода, которые выполняли функцию состояний нулевой размерности (точечных дефектов), внедренных в одномерную структуру нанотрубок. Было обнаружено, что при комнатных температурах экситоны (пара электрон-дырка) на подобных включениях способны рекомбинировать излучение фотонов с коэффициентом квантовой эффективности 18%.
Согласно объяснению, предложенному авторами статьи, дефекты с определенной электронной структурой могут захватывать экситоны и преобразовывать их в фотоны с весьма высокой эффективностью, что снижает общую долю непродуктивного (без излучения) распада экситонных пар.
Как считает первый автор статьи «Brightening of excitons in carbon nanotubes on dimensionality modification», Юхэй Мияучи (Yuhei Miyauchi), если удастся найти более оптимальную локальную атомную структуру для искусственного состояния нулевой размерности, улучшение светимости модифицированных нанотрубок может составить до 100%.
Открытие японских физиков может привести в конечном итоге к созданию инфракрасных светодиодов и лазеров, полностью состоящих из углерода. Подобные устройства имеют большое значение для оптоволоконных коммуникаций, и отказ от использования в них редких металлов, таких как индий, галлий или мышьяк, весьма желателен с точки зрения оптимальной эксплуатации ограниченных природных запасов этих веществ.
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| 0 |
|
