Optiniai aktyvūs defektai pagerina anglies nanovamzdelius.

Anglies nanovamzdelių, susidedančių iš valcuotų šešiakampių sp2 anglies atomų gardelių, savybes galima pagerinti dėl defektų. Naujas reaktyvus kelias leidžia sukurti optiškai aktyvius sp3 defektus. Jie gali išskirti pavienius fotonus net ir infraraudonųjų spindulių regione net kambario temperatūroje. Kreditas: Simonas Settele (Heidelbergas)

„Heidelberg“ mokslininkai pasiekia defektų kontrolę naudodami naują reaktyvią trajektoriją

Anglies pagrindu pagamintų nanomedžiagų savybes galima pakeisti ir modifikuoti sąmoningai pateikiant kai kuriuos struktūrinius „trūkumus“ ar defektus. Tačiau iššūkis yra kontroliuoti šių defektų skaičių ir tipą. Anglies nanovamzdelių atveju – mikroskopiniai vamzdiniai junginiai, skleidžiantys šviesą artimojo infraraudonojo spindulių diapazone, – chemikas ir medžiagų mokslininkas iš Heidelbergo universiteto, vadovaujamas prof. Daktaras. Tai sukėlė specifinį optiniu būdu suaktyvintą defektą, vadinamą sp3 defektu, kuris yra labiau liuminescencinis ir galintis išskirti vieną fotoną, tai yra šviesos dalelę. Efektyvi arti infraraudonųjų spindulių spinduliuotė yra būtina telekomunikacijų ir biologinio vaizdo programoms.

Paprastai defektas yra „blogas“ dalykas, kuris neigiamai veikia medžiagos savybes, todėl tampa netobulas. Tačiau kai kuriose nanomedžiagose, pavyzdžiui, anglies nanovamzdeliuose, šie „netobulumai“ gali padaryti viską „gerą“ ir įgalinti naujas funkcijas. Čia labai svarbus tikslus defektų tipas. Anglies nanovamzdeliai susideda iš šešiakampės sp2 anglies atomų gardelės, kurios taip pat susidaro benzene. Šie tuščiaviduriai vamzdžiai buvo maždaug vieno nanometro skersmens ir ne ilgesni kaip keli mikrometrai.

Vykdant kai kurias chemines reakcijas, keli grotelės anglies atomai gali būti paversti anglimi sp3, kurios yra metane arba deimantuose. Tai keičia vietinę elektroninę anglies nanovamzdelių struktūrą ir lemia optinį aktyvumą. Šie sp3 defektai skleidžia tolimesnę šviesą artimojo infraraudonųjų spindulių diapazone ir apskritai šviečia labiau nei nanovamzdeliai. Dėl anglies nanovamzdelių geometrijos tiksli naudojamų sp3 anglies atomų vieta nulems defekto optines savybes. Universitetas.

Neseniai Heidelbergo mokslininkai ir jos komanda parodė naują cheminių reakcijų kelią, leidžiantį kontroliuoti defektus ir sukurti vieno tipo specifinį sp3 defektą. Šie vizualiai aktyvūs defektai yra „geresni“ nei anksčiau pasiūlyti „netobulumai“, kad ne tik labiau švytėtų, bet ir labiau švytėtų. Bet taip pat parodo vieno fotono emisiją kambario temperatūroje. Proceso metu išsiskiria tik vienas fotonas, aiškina Zaumseilas, būtina sąlyga labai saugiam kvantiniam šifravimui ir telekomunikacijoms.

Pasak Simono Settele, mokslinių tyrimų grupės doktoranto prof. Zaumseilas ir pirmasis šių rezultatų autorius, naujas darbo su nukleofiliniais priedais metodas, yra labai paprastas ir nereikalauja jokios specialios įrangos. Keletas cheminių ir fizinių savybių dar nėra žinomos. Tačiau tikslas yra sukurti dar geresnius trūkumus “.

Šis tyrimas yra prof. Zaumseil vadovaujamo ir Europos mokslinių tyrimų tarybos ERC konsolidatoriaus stipendijos (ERC) finansuojamo projekto „Trionai ir sp3 defektai optoelektronikos anglies nanovamzdeliuose optoelektronikai“ (TRIFECTs) dalis. Supraskite ir suprojektuokite elektroninius ir anglies nanovamzdelių defektų optinės savybės.

„Cheminiai skirtumai tarp šių defektų yra subtilūs ir norima sukibimo konfigūracija dažniausiai būna nedidelėje nanovamzdelių dalyje. Gebėjimas gaminti daugybę nanovamzdelių su specifiniais defektais ir kontroliuojamas defektų tankis atveria kelią optoelektronikos prietaisams, įskaitant elektra pumpuojamus pavienių fotonų šaltinius, reikalingus jų pritaikymui. Ateityje kvantiniame šifravime “, – sakė prof.

Mokslininkai iš Miuncheno Ludwigo Maximiliano universiteto ir Miuncheno kvantinio mokslo ir technologijos centro, išvados paskelbtos žurnale. Gamtos bendravimas.

Nuoroda: „Sintetinė fluorescencijos sukibimo konfigūracijos kontrolė. sp3– Vienos sienos anglies nanovamzdelių defektai “, – 2021 m. Balandžio 9 d. Simonas Settele, Felixas J.Bergeris, Sebastianas Lindenthalis, Shenas Zhao, Abdurrahmanas Ali El Yuminas, Nicolasas F. Zornas, Andika Asyuda, Michaelas Zharnikovas, Aleksandras Högele ir Jana Zaumseil. Gamtos bendravimas.
DOI: 10.1038 / s41467-021-22307-9

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Prognozuojama, kad ateivių rūšių padaugės 36% iki 2050 m

Egipto žąsis (Alopochen aegyptiaca), kilusi iš Afrikos, o dabar įsikūrusi Vidurio ir Vakarų Europoje. Autorius: profesorius Timas Blackburnas, UCL Tikimasi, kad šio amžiaus viduryje...

Dėl hormoninių vaistų neproliferaciniai baltymai gali išplisti koronavirusą ir sustabdyti ID-19 vystymąsi

Hormonų tyrimai gali sukelti AD-19 ginklų paplitimą. Kreditas: „Getty Images“ Naujas „Penny Medical“ tyrimas parodo, kaip anti-androgenai trukdo pagrindiniams receptoriams, reikalingiems virusų invazijai į...

Nuostabus „slapto“ objektyvo projektavimo metodas, kurį naudojo „mikrobiologijos tėvas“, rastas po 300 metų

Tai Van Leeuwenhoek mikroskopas. Autoriai: Utrechto universitetas / Rijksmuseum Boerhaave / TU Delft Mikroskopas, kurį Antoni van Leeuwenhoek naudojo novatoriškiems tyrimams atlikti, turi nuostabų...

Joninės sijos sudaro glaudžiai sujungtas „Qubits“ grandines.

Jonų pluoštai gali suformuoti glaudžiai suporuotas kvantinių bitų (kubitų) grandines, pagrįstas deimantų „azoto neturinčiais„ spalvų centrais “, skirtus naudoti kvantinės skaičiavimo aparatinėje įrangoje. ...

Tyrėjai kuria 3D atspausdintą želę biomedicininėms medžiagoms, minkštai robotikai

Hidrogelio medžiaga gaunama iš skirtingo dydžio dumblių dalelių. Paskola Orlino slėnis, NC valstybinis universitetas Dėl stiprumo ir lankstumo hidrogeliai sujungia du fizinius kiaušinius...

Newsletter

Subscribe to stay updated.