Ryškiai šviečiantys anglies nanovamzdeliai

   JAV fizikai privertė infraraudonajame spektro diapazone ryškiai sušvytėti vienasienius anglies nanovamzdelius. Naujoji šviestukų technologija yra gerokai efektyvesnė už iki šiol buvusius šviesos gavimo būdus, todėl gali susilaukti gausių taikymų optoelektronikoje.

   Fizikai Phaedonas Avouris iš IBM mokslinio padalinio ir Jie Liu iš Duke universiteto savo tyrimą pradėjo cheminių dujų nusodinimo metu gamindami 2-3 nanometrų skersmens naovamzdelius. Tie nanovamzdeliai gulė ant griovelių silicio diokside, kuriuo buvo padengtas silicio padėklas. Po to nanovamzdelių galus padengė paladžio elektrodai. Mokslininkai nustatė, kad prijungus prie elektrodų tam tikrą įtampą nanovamzdeliai imdavo spinduliuoti infraraudonąją šviesą ir ji atsirasdavo riboje tarp laisvai kabančių ir į dioksidą besiremiančių vamzdelio dalių. Visa spinduliuotė gimdavo siauroje, nanometrų dydžio dalyje, todėl šis šviesos šaltinis buvo labai ryškus: 3 miliamperų dydžio srovė sugebėdavo sukurti apie 100 000 kartų daugiau fotonų, nei jų atsiranda didelio ploto šviestukuose.

   Mokslininkai įsitikinę, kad ši šviesos lokalizacija atsiranda dėl laidumo ir valentinės juostos išlinkimo riboje tarp laisvai kabančių ir į dioksidą besiremiančių vamzdelio dalių. Dėl to krūvininkai (elektronai ir skylės) pagreitėja, susijungia į eksitonais vadinamas poras, kurios rekombinuoja spinduliuodamos šviesą. Pasak mokslininkų šis mechanizmas yra apie 1000 kartų efektyvesnis už įprastinę nepriklausomai injektuotų elektronų ir skylių rekombinaciją.

   Avouris sako, kad nanovamzdeliai spinduliuoja nuo 1 iki 2 mikrometro bangos ilgio šviesą, kuri, beje, yra plačiai naudojama optiniame ryšyje. Be to, naudojant skirtingo skersmens nanovamzdelius, bangos ilgį galima keisti, perdengiant ir infraraudonąjį, ir matomąjį spektro diapazonus.


Mokslo įdomybės