Trang Chủ > Ấn Bản > Các khuyết tật hoạt động quang học cải thiện các ống nano carbon: Các nhà khoa học của Heidelberg đã kiểm soát được khuyết tật bằng một lộ trình phản ứng mới
Tính chất quang học của các ống nano cacbon, bao gồm một mạng lục giác cuộn lại của các nguyên tử cacbon sp2, có thể được cải thiện thông qua các khuyết tật. Một lộ trình phản ứng mới cho phép tạo ra có chọn lọc các khuyết tật sp3 hoạt động quang học. Chúng có thể phát ra các photon đơn lẻ ở vùng cận hồng ngoại ngay cả ở nhiệt độ phòng. TÍN DỤNG Simon Settele (Heidelberg) |
Tóm tắt:
Các đặc tính của vật liệu nano dựa trên carbon có thể được thay đổi và thiết kế thông qua việc cố tình tạo ra một số “điểm không hoàn hảo” hoặc khiếm khuyết về cấu trúc. Tuy nhiên, thách thức là kiểm soát số lượng và loại lỗi này. Trong trường hợp ống nano carbon – các hợp chất dạng ống cực nhỏ phát ra ánh sáng ở vùng cận hồng ngoại – các nhà hóa học và nhà khoa học vật liệu tại Đại học Heidelberg do Giáo sư Tiến sĩ Jana Zaumseil dẫn đầu hiện đã chứng minh được một lộ trình phản ứng mới cho phép kiểm soát khuyết tật như vậy. Nó gây ra những khuyết tật hoạt động quang học cụ thể – gọi là khuyết tật sp3 – phát quang mạnh hơn và có thể phát ra các photon đơn lẻ, tức là các hạt ánh sáng. Sự phát xạ hiệu quả của ánh sáng cận hồng ngoại rất quan trọng đối với các ứng dụng trong hình ảnh viễn thông và sinh học.
Các khuyết tật hoạt động quang học cải thiện ống nano carbon: Các nhà khoa học của Heidelberg đạt được khả năng kiểm soát khuyết tật với một con đường phản ứng mới
Heidelberg, Đức | Đăng vào ngày 9 tháng 2021 năm XNUMX
Thông thường, các khuyết tật được coi là thứ gì đó “xấu” ảnh hưởng tiêu cực đến tính chất của vật liệu, khiến nó kém hoàn hảo hơn. Tuy nhiên, trong một số vật liệu nano nhất định như ống nano carbon, những “điểm không hoàn hảo” này có thể mang lại kết quả “tốt” và tạo ra các chức năng mới. Ở đây, loại khuyết tật chính xác là rất quan trọng. Các ống nano carbon bao gồm các tấm cuộn lại của một mạng lục giác gồm các nguyên tử carbon sp2, vì chúng cũng có trong benzen. Những ống rỗng này có đường kính khoảng một nanomet và dài tới vài micromet.
Thông qua một số phản ứng hóa học nhất định, một số nguyên tử carbon sp2 của mạng có thể biến thành carbon sp3, chất này cũng được tìm thấy trong metan hoặc kim cương. Điều này làm thay đổi cấu trúc điện tử cục bộ của ống nano carbon và dẫn đến khiếm khuyết hoạt động quang học. Những khiếm khuyết sp3 này thậm chí còn phát ra ánh sáng xa hơn ở vùng cận hồng ngoại và nhìn chung có khả năng phát quang cao hơn so với các ống nano chưa được chức năng hóa. Do hình dạng của ống nano carbon, vị trí chính xác của các nguyên tử carbon sp3 được đưa vào sẽ xác định tính chất quang học của các khuyết tật. Jana Zaumseil, giáo sư tại Viện Hóa học Vật lý và là thành viên của Trung tâm Vật liệu Tiên tiến tại Đại học Heidelberg, cho biết: “Thật không may, cho đến nay có rất ít sự kiểm soát đối với những khiếm khuyết được hình thành”.
Nhà khoa học Heidelberg và nhóm của cô gần đây đã trình diễn một lộ trình phản ứng hóa học mới cho phép kiểm soát khuyết tật và tạo ra có chọn lọc chỉ một loại khuyết tật sp3 cụ thể. Những khiếm khuyết hoạt động về mặt quang học này “tốt hơn” so với bất kỳ “khuyết điểm không hoàn hảo” nào được giới thiệu trước đó. Giáo sư Zaumseil giải thích, chúng không chỉ phát quang nhiều hơn mà còn thể hiện sự phát xạ đơn photon ở nhiệt độ phòng. Trong quá trình này, mỗi lần chỉ có một photon được phát ra, đây là điều kiện tiên quyết cho mật mã lượng tử và viễn thông có độ an toàn cao.
Theo Simon Settele, một nghiên cứu sinh tiến sĩ trong nhóm nghiên cứu của Giáo sư Zaumseil và là tác giả đầu tiên của bài báo báo cáo những kết quả này, phương pháp chức năng hóa mới này – một phương pháp bổ sung ái nhân – rất đơn giản và không cần bất kỳ thiết bị đặc biệt nào. “Chúng tôi chỉ mới bắt đầu khám phá những ứng dụng tiềm năng. Nhiều khía cạnh hóa học và quang lý vẫn chưa được biết đến. Tuy nhiên, mục tiêu là tạo ra những khiếm khuyết tốt hơn nữa.”
Nghiên cứu này là một phần của dự án “Khiếm khuyết Trions và sp3 trong Ống nano cacbon đơn vách cho quang điện tử” (TRIFECT), do Giáo sư Zaumseil chủ trì và được tài trợ bởi Quỹ tài trợ hợp nhất ERC của Hội đồng nghiên cứu châu Âu (ERC). Mục tiêu của nó là tìm hiểu và thiết kế các đặc tính quang học và điện tử của các khuyết tật trong ống nano cacbon.
“Sự khác biệt về mặt hóa học giữa những khiếm khuyết này rất nhỏ và cấu hình liên kết mong muốn thường chỉ được hình thành ở một số ít ống nano. Việc có thể sản xuất số lượng lớn ống nano với một khiếm khuyết cụ thể và với mật độ khiếm khuyết được kiểm soát sẽ mở đường cho các thiết bị quang điện tử cũng như các nguồn photon đơn được bơm điện, cần thiết cho các ứng dụng trong tương lai trong mật mã lượng tử,” Giáo sư Zaumseil nói.
# # #
Tham gia vào nghiên cứu này còn có các nhà khoa học từ Đại học Ludwig Maximilian của Munich và Trung tâm Khoa học và Công nghệ Lượng tử Munich. Kết quả được công bố trên tạp chí “Nature Communications”.
####
Để biết thêm thông tin, xin vui lòng bấm vào tại đây
Liên hệ:
GS.TS Jana Zaumseil
49-622-154-5065
Bản quyền © Đại học Heidelberg
Nếu bạn có một bình luận, xin vui lòng Liên hệ chúng tôi.
Các tổ chức phát hành tin tức, không phải 7th Wave, Inc. hay Nanotech Now, chỉ chịu trách nhiệm về tính chính xác của nội dung.
Liên kết liên quan |
Tin tức liên quan |
Tin tức và thông tin
Khám phá có thể giúp kéo dài tuổi thọ của các thiết bị điện tử: Nghiên cứu có thể dẫn đến việc các thiết bị điện tử được thiết kế với độ bền tốt hơn Tháng Tư 9th, 2021
Graphene: Mọi thứ trong tầm kiểm soát: Nhóm nghiên cứu trình diễn cơ chế kiểm soát vật liệu lượng tử Tháng Tư 9th, 2021
Truyền năng lượng bằng các hạt nano vàng kết hợp với cấu trúc DNA Tháng Tư 9th, 2021
Tương lai có thể
Khám phá có thể giúp kéo dài tuổi thọ của các thiết bị điện tử: Nghiên cứu có thể dẫn đến việc các thiết bị điện tử được thiết kế với độ bền tốt hơn Tháng Tư 9th, 2021
Graphene: Mọi thứ trong tầm kiểm soát: Nhóm nghiên cứu trình diễn cơ chế kiểm soát vật liệu lượng tử Tháng Tư 9th, 2021
Truyền năng lượng bằng các hạt nano vàng kết hợp với cấu trúc DNA Tháng Tư 9th, 2021
Nanotubes / Buckyball / Fullerenes / Nanorods
Các ống nano graphene đạt được sức kéo trong thị trường ô tô: OCSiAl xác nhận tuân thủ IATF 16949 Tháng 9th, 2021
Các nhà nghiên cứu vật liệu nano ở Phần Lan, Hoa Kỳ và Trung Quốc đã tạo ra một tập bản đồ màu cho 466 loại ống nano carbon đơn thành độc đáo. Tháng Mười Hai 14th, 2020
Các nhà hóa học xem xét sự phát huỳnh quang mới lạ: Các nhà khoa học của Đại học Rice phát hiện ra hiện tượng bị trì hoãn trong ống nano carbon Tháng mười hai 3rd, 2020
Tổng hợp các đốm nano cacbon hữu cơ với phát xạ đa dải từ lá cà chua Tháng Tám 21st, 2020
Khám phá
Khám phá có thể giúp kéo dài tuổi thọ của các thiết bị điện tử: Nghiên cứu có thể dẫn đến việc các thiết bị điện tử được thiết kế với độ bền tốt hơn Tháng Tư 9th, 2021
Graphene: Mọi thứ trong tầm kiểm soát: Nhóm nghiên cứu trình diễn cơ chế kiểm soát vật liệu lượng tử Tháng Tư 9th, 2021
Truyền năng lượng bằng các hạt nano vàng kết hợp với cấu trúc DNA Tháng Tư 9th, 2021
Thông báo
Khám phá có thể giúp kéo dài tuổi thọ của các thiết bị điện tử: Nghiên cứu có thể dẫn đến việc các thiết bị điện tử được thiết kế với độ bền tốt hơn Tháng Tư 9th, 2021
Graphene: Mọi thứ trong tầm kiểm soát: Nhóm nghiên cứu trình diễn cơ chế kiểm soát vật liệu lượng tử Tháng Tư 9th, 2021
Truyền năng lượng bằng các hạt nano vàng kết hợp với cấu trúc DNA Tháng Tư 9th, 2021
Một tác nhân mới cho các bệnh về não: mRNA Tháng Tư 9th, 2021
Phỏng vấn / Đánh giá sách / Tiểu luận / Báo cáo / Podcast / Tạp chí / Sách trắng / Áp phích
Khám phá có thể giúp kéo dài tuổi thọ của các thiết bị điện tử: Nghiên cứu có thể dẫn đến việc các thiết bị điện tử được thiết kế với độ bền tốt hơn Tháng Tư 9th, 2021
Graphene: Mọi thứ trong tầm kiểm soát: Nhóm nghiên cứu trình diễn cơ chế kiểm soát vật liệu lượng tử Tháng Tư 9th, 2021
Truyền năng lượng bằng các hạt nano vàng kết hợp với cấu trúc DNA Tháng Tư 9th, 2021
- hoạt động
- các ứng dụng
- Tháng Tư
- bài viết
- bản địa đồ
- ô tô
- carbon
- CGI
- thách thức
- hóa chất
- hóa học
- Hóa học của
- Trung Quốc
- Truyền thông
- tuân thủ
- nội dung
- hội đồng
- Covid-19
- tín dụng
- mật mã
- Thiết bị (Devices)
- bệnh
- dna
- Thiết bị điện tử
- phát thải
- ky sư
- Trang thiết bị
- Châu Âu
- Tên
- bản chất
- tương lai
- hình học
- Nước Đức
- gif
- Gói Vàng
- tốt
- Nhóm
- tại đây
- HTTPS
- Hình ảnh
- Inc.
- thông tin
- tham gia
- IT
- lớn
- dẫn
- Led
- ánh sáng
- địa phương
- dài
- Làm
- Tháng Ba
- thị trường
- nguyên vật liệu
- methane
- dân tộc thiểu số
- Munich
- công nghệ nano
- net
- tin tức
- số
- Giấy
- dự án
- Quantum
- phản ứng
- phản ứng
- Phát hành
- nghiên cứu
- nhóm nghiên cứu
- Kết quả
- SARS-CoV 2
- Khoa học
- Khoa học và Công nghệ
- các nhà khoa học
- Tìm kiếm
- Chia sẻ
- Đơn giản
- nhỏ
- So
- Bắt đầu
- Bang
- Sinh viên
- Mục tiêu
- Công nghệ
- Trị liệu
- thời gian
- Kỳ
- Hoa Kỳ
- trường đại học
- us
- Virus
- Sóng
- CHÚNG TÔI LÀ
- Yahoo