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日本理化学研究所发现提升碳纳米管发光效率的新方法

来源:信息发布     作者:信息发布人员     发布时间:2020年04月24日     浏览次数:         

  碳纳米管是一种微小的圆柱体,直径只有一纳米到几纳米,然而其长度却可以达到几微米。碳纳米管具有优异的电子特性和机械特性,非常适合应用于节能设备。此外,碳纳米管结构中的缺陷可以发射出单光子,这是构建量子计算和通信所需纳米级器件的工作原理。在经典发光器件中,器件受电场激发产生成对的电子和空穴对,即激子。激发产生的激子大约一半是亮激子,一半是暗激子,在一定的条件下,一些暗激子可以变成亮激子,然后在湮没时发光。但碳纳米管的发光效率往往较低,主要是因为暗激子的重组不能产生光子发射。

  最近,日本理化学研究所的研究人员发现,通过设计纳米管的尺寸,一些暗激子可以转化为亮激子,从而大大提高纳米管的发光效率。研究人员对一系列不同规格的碳纳米管进行了实验测量,并用模型拟合了时间分辨光致发光谱,发现暗激子和亮激子之间的转换率取决于纳米管的长度、直径和手性。此外,研究人员还预计,在较长的纳米管中,暗激子到亮激子的转化率非常高,将有超过一半的暗激子对发光做出贡献。研究人员表示,研究表明暗激子可以显著影响低维材料(如纳米管)的发光,接下来将采用该方法进一步提升碳纳米管单光子发射器件的性能。

  (摘编自《国防科技信息网》)