Углеродные трубки могут стать основой нанооптоэлектроники

Углеродные нанотрубки (кликните картинку для увеличения)

Углеродные нанотрубки (кликните картинку для увеличения)

16.11.2009 (19:58)
Просмотров: 4029
Рейтинг: 2.00
Голосов: 1

Теги:
нанотрубка, фотон, IBM,
Технология >> Нанотехнология






Ваша оценка
-2 -1 0 1 2
По результатам исследований электролюминисценции углеродных нанотрубок в лаборатории IBM пришли к выводу, что частота излучения полупроводниковых нанотрубок может значительно изменятся под действием внешнего электрического поля. На практике эффект оказался в десятки раз большим, чем предсказывала теория.

Полупроводниковые нанотрубки – цилиндрические кристаллические модификации углерода, уже нашедшие множество применений в различных аспектах нанотехнологий. Традиционно кристаллическую решетку нанотрубки представляют как лист графена (одноатомной плоскости кристалла графита), свернутый в цилиндр. В зависимости от способа «сворачивания» графитовой плоскости, нанотрубки будут проявлять те или иные физические свойства, к примеру, характерные для металлов или полупроводников.

Для применений в сфере оптоэлектроники интересны именно полупроводниковые нанотрубки, т.к. в них возможна рекомбинация свободных носителей тока (электронов и дырок), в процессе которой испускаются фотоны. За счет этого полупроводниковые нанотрубки могут быть отличным материалом для создания нанооптоэлектронных устройств и двигателем для развития всего направления.

Главное из удивительных свойств полупроводниковых нанотрубок состоит в том, что они могут испускать или поглощать световые волны строго определенных частот. Из квантовой механики известно, что энергетические уровни излучения/поглощения фотонов нанотрубками должны незначительно расщепляться под воздействием внешнего электрического поля. Это явление для атомов и молекул известно как эффект Штарка, не объяснимый в рамках классической физики. Теория позволяет оценить примерную величину этого расщепления – порядка 1 meV.

Согласно последним работам исследователей из лаборатории IBM, электрические поля влияют на оптические свойства углеродных нанотрубок в гораздо большей степени, чем этого можно было ожидать из теоретических расчетов.

В своем эксперименте группа измеряла расщепление частот излучения и поглощения одностенных полупроводниковых нанотрубок во внешнем электрическом поле. В качестве исследуемого образца использовался полевой транзистор, сформированный из углеродных нанотрубок. Образец был размещен в воздухе, чтобы исключить влияние на результат эксперимента окружающих объектов. Измерения показали, что смещение частоты на практике в 30 – 50 раз больше, чем ранее предсказывалось с помощью теории эффекта Штарка. Исследователи предположили: столь сильный эффект возникает из-за того, что внешнее поле легирует полупроводниковую нанотрубку, увеличивая плотность свободных носителей зарядка (электронов или дырок), что неизбежно влияет на смещение частот, ведь дополнительные свободные заряды, в свою очередь, так же создают электрическое поле, т.е. усиливают эффект.

По мнению ученых, сделанное открытие может быть полезным для скорейшего создания электроннооптических устройств на базе углеродных нанотрубок.

Нравится


Екатерина Баранова

Также по теме:

Источники:



самое популярное

Заказ и доставка цветов барнаул barnaul.la-rose.ru.



Rambler's Top100