Problemă de inginerie la nivel atomic

Cercetătorii au dezvoltat o modalitate de a utiliza o „tehnică de transfer uscat” – o tehnică care nu utilizează solvenți – pentru a poziționa nanotuburile de carbon de calitate optică într-un mod precis.

Pe măsură ce echipamentele continuă să fie construite la scară din ce în ce mai mică, oamenii de știință caută să dezvolte modalități de a proiecta materiale la nivel atomic. Într-o descoperire care va contribui la aceasta, publicată în Comunicări despre natură, cercetătorii de la RIKEN Cluster for Pioneering Research și RIKEN Center for Advanced Photonics, împreună cu colaboratorii, au dezvoltat o modalitate de a utiliza o „tehnică de transfer uscat” – o tehnică care nu folosește solvenți – pentru a poziționa nanotuburi de calitate optică într-o manieră precisă. cale.

Nanotuburile de carbon sunt un tip promițător de material cu utilizări potențiale în aplicații precum diode emițătoare de lumină, tranzistoare cu un singur electron sau ca surse de fotoni unici. În principiu sunt țevi formate din grafen răsucite în moduri specifice, iar modul în care acestea sunt răsucite este esențial pentru a permite afișarea proprietăților dorite. Crearea dispozitivelor cu proprietățile dorite necesită o manipulare precisă a poziției și orientării nanotuburilor, împreună cu o proprietate cunoscută sub numele de „chiralitate”, care descrie practic cât de răsucită este. Este dificil de manipulat cu precizie moleculele, deoarece utilizarea solvenților sau tratamentul la temperaturi ridicate lasă inevitabil nanotuburile, împiedicând proprietățile lor optice.

Pentru a rezolva această problemă, cercetătorii au căutat o modalitate de a proiecta nanotuburile fără a utiliza solvenți. Au experimentat folosirea antracenei, o substanță chimică derivată din petrol, ca material de sacrificiu. Practic, au luat nanotubul pe o schelă antracenică pentru ao ține acolo unde doreau, apoi au folosit căldura pentru a sublima antracenul, lăsând nanotubul într-o stare optic curată. De asemenea, au dezvoltat o metodă de monitorizare a fotoluminiscenței nanotuburilor în timpul transferului, asigurându-se că un nanotub cu proprietățile optice dorite este plasat la locul potrivit.

Grupul a confirmat că după transferul uscat, nanotuburile rămase au fotoluminiscență strălucitoare, de până la 5000 de ori mai strălucitoare decât molecula originală, o calitate care le face ideale pentru dispozitivele optice. În plus, banda a reușit să poziționeze cu precizie nanotubul pe un rezonator optic nanosizat, crescând proprietățile emițătoare de lumină.

Potrivit Keigo Otsuka de la RIKEN Cluster for Pioneering Research, primul autor al lucrării, „Credem că această tehnologie poate contribui nu numai la crearea nanotuburilor de carbon cu proprietățile dorite, ci și la construirea unui sistem de nivel superior bazat pe sisteme pe combinația liberă de materiale ale stratului atomic și alte nanostructuri. ”

„Dincolo de asta”, spune Yuichiro Kato, liderul grupului, „această tehnologie are potențialul de a contribui la dezvoltarea unor tehnologii atomice definite care depășesc nanotehnologia, în care materialele cu structuri la nivel atomic sunt utilizate ca blocuri de construcție pentru proiectate și construite funcții diferite de cele ale materialelor existente. “

Referință: „Transfer definitiv de nanotuburi de carbon de calitate optică pentru tehnologie definită atomic” de Keigo Otsuka, Nan Fang, Daiki Yamashita, Takashi Taniguchi, Kenji Watanabe și Yuichiro K. Kato, 25 mai 2021, Comunicări despre natură.
DOI: 10.1038 / s41467-021-23413-4

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Inginerii dezvoltă o nouă tehnologie de tratare a apei care ar putea ajuta și exploratorii Marte

Un catalizator care distruge percloratul din apă poate curăța solul marțian. O echipă condusă de ingineri de la Universitatea din California Riverside a dezvoltat un...

Dezechilibrul energetic al Pământului s-a dublat

Faceți clic pe imaginea pentru a anima: Comparația estimărilor anuale suprapuse la intervale de 6 luni ale fluxului anual net de energie în atmosfera...

Modul în care celulele folosesc „pungile pentru gunoi” pentru a-și transporta deșeurile de reciclare

Descoperirile pot avea implicații importante pentru înțelegerea bolilor legate de vârstă. Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebys au obținut o perspectivă mai profundă...

Cercetătorii iau distribuția cheii cuantice din laborator

Dovezile pe teren arată că simpla funcționare a sistemului DCC cu rețeaua de telecomunicații existentă în Italia. Într-un nou studiu, cercetătorii au demonstrat un sistem...

Știința simplificată: ce sunt rețelele cuantice?

din Departamentul Energiei din SUA 17 iunie 2021 Părțile interesate din guvern, laboratoare naționale, universități și industrie s-au alăturat DOE Internet Quantum Project Workshop pentru a...

Newsletter

Subscribe to stay updated.