Проведенные исследования показали, что углеродные нанотрубки CNT под действием на них света который падает, или электрического тока, могут проводить излучение фотонов в диапазоне, который близкий к ИК. Однако квантовая эффективность для практического применения очень мала и составляет один процент. Принципиально ограничение состоит в том, что рубка имеет одномерную природу.
Новая разработка была представлена в журнале Nature Photonics учеными из японского университета в Киото. Они показали, как можно модифицировать размерность нанотрубок углеродного характера, состояниями с размерностью ноль, а также поднять коэффициент совместимости на один порядок их величины.
В ходе проведенного эксперимента CNT была легирована атомами кислорода, выполняющими функцию состояния при нулевой размерности, так называемый точечный эффект. Он был внедрен в однокамерную структуру нанотрубки. исследования показали, что при температуре воздуха, равной комнатной, экситоны способны были рекомбинировать фотоны и их излучения. При этом коэффициент квантовой эффективности составил восемнадцать процентов.
Авторы статьи этому дают объяснение, которое состоит в том, что дефекты при определенной электронной структуре, имеют возможность захватить экситоны, а затем преобразовать их в фотоны, которые станут максимально эффективны. Все это дает возможность снизить долю непродуктивного распада экситонных пар.
Юхэй Мияучи (Yuhei Miyauchi), который является первым автором широко известной статьи под названием «Brightening of excitons in carbon nanotubes on dimensionality modification» полагает, что если будет возможность найти атомную структуру более оптимальную и более локальную для того, чтобы иметь искусственное состояние при нулевой размерности, то в этом случае светимость нанотрубок, которые модифицированы, может составить сто процентов.
Открытие, к которому пришли физики из Японии, в конечном итоге, может привести к тому, что будут созданы инфракрасные светодиоды и лазеры, которые будут полностью состоять из углерода. Устройства такого типа в настоящее время имеют огромное значение при использовании оптоволоконных коммуникаций, поскольку редкие металлы в них не используются, к которым относят индий, галлий и мышьяк, что дает возможность ограничивать использование природных ресурсов.
Ваше мнение