世界最小的碳納米管單分子發(fā)光元件
作者:中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)有限公司 來(lái)源:http://m.chun-tian.cn 日期:2017-10-23 13:15:49
該發(fā)光元件的詳細(xì)情況刊登《科學(xué)(Science)》雜志上。論文標(biāo)題為“Induced Optical Emission from a Carbon Nanotube FET”。
碳納米管是指,將碳原子結(jié)合成直徑數(shù)nm的管狀分子,分子直徑不到頭發(fā)的5萬(wàn)分之一。對(duì)于該發(fā)光元件的成功開(kāi)發(fā)所帶來(lái)的效應(yīng),研究人員評(píng)價(jià)說(shuō):“這將推動(dòng)碳納米管在納米級(jí)電子工程學(xué)和光元件領(lǐng)域的應(yīng)用研究”。
研發(fā)人員開(kāi)發(fā)的發(fā)光元件為直徑1.4nm的納米管狀單分子。研究小組已確認(rèn)其可發(fā)出波長(zhǎng)1.5μm的光。“這一波長(zhǎng)的光廣泛應(yīng)用于光通信領(lǐng)域,極具應(yīng)用價(jià)值”。“由于直徑不同的納米管會(huì)產(chǎn)生波長(zhǎng)不同的光,因此有望應(yīng)用于其他領(lǐng)域”(同上)。
研究小組將該發(fā)光元件嵌入3引腳晶體管內(nèi)部,并在晶體管柵極部分施加低電壓后,在納米管的兩端(源極和漏極之間)產(chǎn)生了電流。由于這是在同時(shí)具有雙極性的元件上進(jìn)行的,就能夠同時(shí)向一個(gè)碳納米管的源極中注入負(fù)電荷(電子),向漏極中注入正電荷(空穴)。當(dāng)電子和空穴在納米管中相遇時(shí),電荷發(fā)生中和后就會(huì)發(fā)光。
由于這一發(fā)光元件是一種晶體管,因此可通過(guò)控制柵極上的電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)切換。“由于能夠?qū)蝹€(gè)納米管的發(fā)光進(jìn)行電控,因此可以詳細(xì)分析像納米管這樣的一元材料的光物理性質(zhì)”。
研發(fā)人員表示:“利用發(fā)光現(xiàn)象進(jìn)一步研究碳納米管的電氣特性,將能夠加快納米管在電氣和光學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用開(kāi)發(fā)”。他還表示:“由于納米管發(fā)光元件能夠相互接合,并可以嵌入到碳納米管和半導(dǎo)體電子元件中,因此有可能在電子和光電子領(lǐng)域開(kāi)辟新的應(yīng)用前景”。
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