Sciencemag.cz
Doporučujeme
Uhlíkové nanotrubičky existují v řadě rozměrů, s průměry nad zhruba nanometr a po délky až v mikrometrech. Jak samotné, tak zejména po úpravě různými dopanty mohou uhlíkové nanotrubičky fungovat jako emitory fotonů, a to včetně jednofotonových vysílačů, které se dají využívat třeba v technologiích kvantové komunikace.
V uhlíkových nanotrubičkách se světlo obvykle vytváří pomocí excitonů, což jsou kvazičástice, páry elektronu a díry. Zánik excitonu nastává v důsledku rekombinace elektronu a díry, přičemž může dojít k vyzáření přebytečné energie ve formě světla. Excitony lze z tohoto hlediska rozdělit na „temné“ a „světlé“, přičemž v případě těch prvních dochází k rekombinaci bez vyzáření fotonu. Temné excitony se ale stejně tak mohou přeměnit na světlé, jde o to, k čemu dojde dříve. Uhlíkové nanotrubičky nejsou v tomto smyslu moc efektivní, protože temné excitony se zpravidla dříve zničí samy (dalo by říct „anihilují“?).
Yuichiro Kato a další vědci z RIKEN Nanoscale Quantum Photonics Laboratory nyní popsali způsoby, jak konkrétní úpravy a nastavení uhlíkových nanotrubiček může způsobit, že většina temných excitonů se přemění na světlé, čímž dojde k nárůstu světelného výkonu materiálu.
Měření luminiscence ukázala, že míra přeměny temných excitonů na světlé je funkcí průměru, délky a chirality uhlíkové nanotrubičky. Ukázalo se například, že delší nanotrubičky mají obecně vyšší výkon (i v přepočtu na jednotku hmotnosti).
A. Ishii et al. High Efficiency Dark-to-Bright Exciton Conversion in Carbon Nanotubes, Physical Review X (2019). DOI: 10.1103/PhysRevX.9.041048
Zdroj: RIKEN/Phys.org
