Головна > прес > Оптично активні дефекти покращують вуглецеві нанотрубки: вчені з Гейдельберга досягли контролю над дефектами за допомогою нового шляху реакції
Оптичні властивості вуглецевих нанотрубок, які складаються зі згорнутої гексагональної решітки sp2 атомів вуглецю, можна покращити за допомогою дефектів. Новий шлях реакції дозволяє селективно створювати оптично активні дефекти sp3. Вони можуть випромінювати окремі фотони в ближньому інфрачервоному діапазоні навіть за кімнатної температури. КРЕДИТ Саймон Сеттеле (Гейдельберг) |
Анотація:
The properties of carbon-based nanomaterials can be altered and engineered through the deliberate introduction of certain structural “imperfections” or defects. The challenge, however, is to control the number and type of these defects. In the case of carbon nanotubes – microscopically small tubular compounds that emit light in the near-infrared – chemists and materials scientists at Heidelberg University led by Prof. Dr Jana Zaumseil have now demonstrated a new reaction pathway to enable such defect control. It results in specific optically active defects – so-called sp3 defects – which are more luminescent and can emit single photons, that is, particles of light. The efficient emission of near-infrared light is important for applications in telecommunication and biological imaging.
Оптично активні дефекти покращують вуглецеві нанотрубки: вчені з Гейдельберга досягають контролю дефектів за допомогою нового шляху реакції
Гейдельберг, Німеччина | Опубліковано 9 квітня 2021 р
Usually defects are considered something “bad” that negatively affects the properties of a material, making it less perfect. However, in certain nanomaterials such as carbon nanotubes these “imperfections” can result in something “good” and enable new functionalities. Here, the precise type of defects is crucial. Carbon nanotubes consist of rolled-up sheets of a hexagonal lattice of sp2 carbon atoms, as they also occur in benzene. These hollow tubes are about one nanometer in diameter and up to several micrometers long.
Through certain chemical reactions, a few sp2 carbon atoms of the lattice can be turned into sp3 carbon, which is also found in methane or diamond. This changes the local electronic structure of the carbon nanotube and results in an optically active defect. These sp3 defects emit light even further in the near-infrared and are overall more luminescent than nanotubes that have not been functionalised. Due to the geometry of carbon nanotubes, the precise position of the introduced sp3 carbon atoms determines the optical properties of the defects. “Unfortunately, so far there has been very little control over what defects are formed,” says Jana Zaumseil, who is a professor at the Institute for Physical Chemistry and a member of the Centre for Advanced Materials at Heidelberg University.
The Heidelberg scientist and her team recently demonstrated a new chemical reaction pathway that enables defect control and the selective creation of only one specific type of sp3 defect. These optically active defects are “better” than any of the previously introduced “imperfections”. Not only are they more luminescent, they also show single-photon emission at room temperature, Prof. Zaumseil explains. In this process, only one photon is emitted at a time, which is a prerequisite for quantum cryptography and highly secure telecommunication.
According to Simon Settele, a doctoral student in Prof. Zaumseil’s research group and the first author on the paper reporting these results, this new functionalisation method – a nucleophilic addition – is very simple and does not require any special equipment. “We are only just starting to explore the potential applications. Many chemical and photophysical aspects are still unknown. However, the goal is to create even better defects.”
This research is part of the project “Trions and sp3-Defects in Single-walled Carbon Nanotubes for Optoelectronics” (TRIFECTs), led by Prof. Zaumseil and funded by an ERC Consolidator Grant of the European Research Council (ERC). Its goal is to understand and engineer the electronic and optical properties of defects in carbon nanotubes.
“The chemical differences between these defects are subtle and the desired binding configuration is usually only formed in a minority of nanotubes. Being able to produce large numbers of nanotubes with a specific defect and with controlled defect densities paves the way for optoelectronic devices as well as electrically pumped single-photon sources, which are needed for future applications in quantum cryptography,” Prof. Zaumseil says.
# # #
Also involved in this research were scientists from Ludwig Maximilian University of Munich and the Munich Center for Quantum Science and Technology. The results were published in the journal “Nature Communications”.
####
Для отримання додаткової інформації натисніть тут
Контакти:
Проф. д-р Яна Заумсейл
49-622-154-5065
Авторське право © Гейдельберзький університет
Якщо у вас є коментар, будь ласка Контакти нам.
Видавці випусків новин, а не 7th Wave, Inc. або Nanotechnology Now, несуть повну відповідальність за точність змісту.
Посилання |
Новини преси |
Новини та інформація
Місце зв’язування антитіл, збережене у всіх варіантах вірусу COVID-19: Структурне виявлення може мати значення як терапевтична мішень у всіх варіантах SARS-CoV-2 Квітень 9th, 2021
Графен: Все під контролем: Дослідницька група демонструє механізм контролю квантового матеріалу Квітень 9th, 2021
Передача енергії наночастинками золота, пов’язаними зі структурами ДНК Квітень 9th, 2021
Можливе майбутнє
Місце зв’язування антитіл, збережене у всіх варіантах вірусу COVID-19: Структурне виявлення може мати значення як терапевтична мішень у всіх варіантах SARS-CoV-2 Квітень 9th, 2021
Графен: Все під контролем: Дослідницька група демонструє механізм контролю квантового матеріалу Квітень 9th, 2021
Передача енергії наночастинками золота, пов’язаними зі структурами ДНК Квітень 9th, 2021
Нанотрубки/Бакіболи/Фуллерени/Наностержні
Графенові нанотрубки набувають популярності на автомобільному ринку: OCSiAl підтверджує відповідність IATF 16949 Березень 9th, 2021
Дослідники наноматеріалів у Фінляндії, США та Китаї створили кольоровий атлас для 466 унікальних різновидів одностінних вуглецевих нанотрубок. Грудень 14th, 2020
Хіміки подивилися на нову флуоресценцію: вчені з Університету Райса виявили уповільнене явище у вуглецевих нанотрубках Грудень 3, 2020
Синтез органофільних вуглецевих наноточок з багатодіапазонним випромінюванням з листя томата Серпень 21st, 2020
Відкриття
Місце зв’язування антитіл, збережене у всіх варіантах вірусу COVID-19: Структурне виявлення може мати значення як терапевтична мішень у всіх варіантах SARS-CoV-2 Квітень 9th, 2021
Графен: Все під контролем: Дослідницька група демонструє механізм контролю квантового матеріалу Квітень 9th, 2021
Передача енергії наночастинками золота, пов’язаними зі структурами ДНК Квітень 9th, 2021
Сповіщення
Графен: Все під контролем: Дослідницька група демонструє механізм контролю квантового матеріалу Квітень 9th, 2021
Передача енергії наночастинками золота, пов’язаними зі структурами ДНК Квітень 9th, 2021
Новий агент для захворювань мозку: мРНК Квітень 9th, 2021
Інтерв’ю / Відгуки про книги / Есе / Доповіді / Підкасти / Журнали / Доповіді / Плакати
Місце зв’язування антитіл, збережене у всіх варіантах вірусу COVID-19: Структурне виявлення може мати значення як терапевтична мішень у всіх варіантах SARS-CoV-2 Квітень 9th, 2021
Графен: Все під контролем: Дослідницька група демонструє механізм контролю квантового матеріалу Квітень 9th, 2021
Передача енергії наночастинками золота, пов’язаними зі структурами ДНК Квітень 9th, 2021
Джерело: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=56643
- активний
- застосування
- квітня
- стаття
- Атлант
- автомобільний
- вуглець
- CGI
- виклик
- хімічний
- хімія
- Хіміки
- Китай
- зв'язку
- дотримання
- зміст
- Рада
- COVID-19
- кредит
- криптографія
- прилади
- хвороби
- ДНК
- електроніка
- випромінювання
- інженер
- обладнання
- Європейська
- Перший
- накопичувальна
- майбутнє
- геометрія
- Німеччина
- GIF
- золото
- добре
- Group
- тут
- HTTPS
- Зображеннями
- Инк
- інформація
- залучений
- IT
- великий
- вести
- Led
- світло
- місцевий
- Довго
- Робить
- березня
- ринок
- Матеріали
- метан
- меншість
- Мюнхен
- нанотехнології
- мережу
- новини
- номера
- Папір
- проект
- Квантовий
- реакція
- реакції
- Релізи
- дослідження
- дослідницької групи
- результати
- ТОРС-коронавірус-2
- наука
- Наука і технології
- Вчені
- Пошук
- Поділитись
- простий
- невеликий
- So
- старт
- Штати
- студент
- Мета
- Технологія
- Лікувальний
- час
- United
- Сполучені Штати
- університет
- us
- вірус
- хвиля
- ВООЗ
- Yahoo