Introductie van organische kleurcentra in luchtgesuspendeerde nanobuisjes met behulp van dampfasereactie. a Een schema van een gefunctionaliseerde SWCNT opgehangen over een greppel op een Si-substraat. b Een scanning-elektronenmicrofoto van een buis na de functionalisering en de reeks PL-metingen. Deeltjes aan de bovenkant zijn katalysatoren met patronen voor het kweken van SWCNT’s en de nanobuis wordt aangegeven met een pijl. c Representatieve PL-spectra van een identieke luchtsuspensie (10,5) SWCNT voor en na de functionalisering genomen met een laservermogen van 10 μW en een excitatie-energie van 1,59 eV. PL-intensiteitskaarten van (d) E11(e) E11en (f) E11 emissie van een (9,7) buis waarbij de intensiteit is geïntegreerd in een venster van respectievelijk 37,4, 32,5 en 28,5 meV gecentreerd op elke emissiepiek. De kleurschalen zijn genormaliseerd naar de maximale intensiteiten in de respectievelijke kaarten. De vage kenmerken aan de rechterkant van de buis worden veroorzaakt door reflectie van de excitatielaser vanaf de bodem van de greppel. De witte onderbroken lijnen geven de randen van de greppel aan. g Een reflectiebeeld in hetzelfde gebied, waar heldere en donkere gebieden respectievelijk overeenkomen met het oppervlak van het substraat en de bodem van de greppel. De schaalbalken in panelen (b, d-g) zijn 1,0 m. Credit: Natuurcommunicatie (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-30508-z
RIKEN-onderzoekers hebben een effectieve bron van enkele fotonen gecreëerd voor opkomende kwantumtechnologieën door moleculen toe te voegen aan koolstofnanobuizen met behulp van een reactie die plaatsvindt in de dampfase.
Quantumtechnologieën staan op het punt een revolutie teweeg te brengen in computergebruik en communicatie, met veelbelovende voordelen zoals veilige communicatie, ultragevoelige detectie en parallel computergebruik. Veel van deze toepassingen vereisen lichtbronnen die op verzoek enkele fotonen kunnen genereren – de kleinst mogelijke lichtpakketten.
Een veelbelovende bron van enkelvoudige fotonen in het infrarode golflengtebereik dat in telecommunicatie wordt gebruikt, zijn koolstofnanobuizen – cilinders van grafeenplaten met een diameter van slechts een nanometer of zo – die nieuwe functies hebben gekregen of zijn gefunctionaliseerd door een organisch molecuul toe te voegen.
De schoonste manier om dit te doen zou zijn om koolstofnanobuizen te gebruiken die over een luchtspleet hangen, maar helaas is dit niet compatibel met de gebruikelijke benadering van het functionaliseren van koolstofnanobuizen, die in oplossingen plaatsvindt. “Koolstofnanobuisjes die in oplossing zijn gefunctionaliseerd, zijn meestal erg kort en vertonen overal defecten,” merkt Yuichiro Kato van het RIKEN Center for Advanced Photonics (RAP) op.
Nu hebben Kato en Daichi Kozawa, ook van RAP, en hun collega’s een methode ontwikkeld voor het functionaliseren van koolstofnanobuisjes die kan worden gedaan in de dampfase, en dus op nanobuisjes die over een greppel in een siliciumsubstraat zijn opgehangen.
Nieuwste artikelen
