Meymersのコンサルティングレポートによると、ライス大学と東京都大学の科学者たちは、カーボンナノチューブフィルムに新しい量子効果を見いだした。この量子効果は独特のレーザーに貢献するかもしれない。その他の光電子デバイスR＆D
「Rice-Tokyo」研究チームは、プラズモン量子閉じ込め領域として単層カーボンナノチューブを用いることによって、量子スケールで光を操作する能力が著しく進歩したと報告した。
現象は、レーザーは連続ビームの波長は短すぎる発する近赤外ナノスケール、これは近赤外レーザーナノスケールの光電子デバイスの開発における重要な技術になる可能性があり、米国ライス大学の物理学者純一郎河野さんの研究室で発見されました現在の技術水準はまだ達成できません。
ネイチャーコミュニケーションズは、この新しい研究の詳細な説明を発表しています。
Konoチームは、単一または絡み合ったナノチューブ集合体では達成困難な実験を達成することができる、ウェーハサイズのフィルムにカーボンナノチューブの非常にタイトな規則的な配列を達成するこの方法を発見しました。これは、凝縮物質物理学ナノ材料に特化され、首都大学東京の物理学者和弘柳さん、柳方向の注目を集めた。双方が共同研究を開始しましたので。
この研究では、柳氏がナノテク膜の電子密度を制御できる「ゲーティング技術」を提供し、CNTアライメント技術を提供しました。大量の自由電子を注入して取り出すことを可能にする「ゲートゲート」を備えた大面積の規則的に配列されたカーボンナノチューブ膜を製造したのは初めてのことです。
柳氏は、「ゲート制御技術は非常に有用だが、以前使用していた膜のカーボンナノチューブはランダムに配置されている。このタイプの膜でナノチューブを正確に知ることができないため、この状況は非常にイライラしている。これは一次元の性質であり、実際には非常に重要です。河野チームが提供する映画は、この問題を解決するために最終的に役立つことができます。
この2つのチームは、「1ナノメートル幅のナノチューブに電子を注入し、それから偏光で励起する」という課題を達成するための技術を組み合わせました。カーボンナノチューブの幅は、量子井戸内の電子を捕獲します。原子の粒子のエネルギーは特定の状態やサブバンドに「制限され」ているので、偏光によって管の壁の間で急激に振動します。
「プラズマは、閉じ込められた構造の一種の集団振動である。プレート、フィルム、リボン、粒子、または球体の場合、これらのシステムを妨害すると（通常は光線を使用する）、これらのフリーキャリアは固有振動数は集合的に移動します。この効果は、電子の数と物体のサイズと形状によって決まります。
コメ氏は、米国のライス大学の実験では、ナノチューブが非常に薄いため、量子サブバンド間のエネルギーはプラズマのエネルギーにほぼ等しいと考えています。「これはプラズモンの量子メカニズムです。研究者らは、この現象を超遠赤外線波長領域の人工半導体量子井戸で研究してきたが、この研究は、低次元材料で自然発生が初めて発生する。この現象は、短波長の条件下で観察される。
このプラノモン応答で検出されるこの非常に複雑な「ゲート電圧依存性」は、金属および半導体の単層ナノチューブのように驚くべきものです。「光ナノ驚くべきことに、この式は非常に簡単で、ナノチューブの直径のみが決定的な変数です。
研究者は、この現象が通信、分光法、イメージング、高度に調整可能な近赤外量子カスケードレーザの開発を促進すると考えている。
河野チーム規則的に配列されたナノチューブのパイオニア機器の開発チームを使って。研究の共著者、ポスドクチームWeiluガオを河野、レーザーの従来の半導体レーザは、バンドギャップ材料に依存するが、これは量子カスケードレーザではないこと。Weiluガオは言った：「量子カスケードレーザの波長は、バンドギャップたちのレーザー独立しており、我々は唯一のナノチューブの直径を変更することで、それは考慮しなくて、チューニングするプラズモン共鳴のエネルギー可能である、このカテゴリに属しています。問題ギャップ」。
河野はまた、このゲートは、ナノチューブ膜が規則的に配置されていることを予測し、一次元導体は電子論を相互作用、勉強するラッティンジャー液体機会を物理学者ます。
河野は言った：一次元」と3次元金属予測と金属は、カーボンナノチューブは、最良の候補のいずれかの方法で単一のナノチューブ研究のラッティンジャー液体の挙動を観察することがあり、非常に異なっていることは非常に困難であるが、我々は確立しています。巨視的次元システム又はドーピングによってゲート、フェルミエネルギーを調節することができる。私たちも、一次元の半導体次元金属に変換することができる。したがって、このような物理現象を探索するのに理想的なシステムです。 '
首都大学東京良太郎岡田とヨタ一ノ瀬、助教授洋平蓬田、そしてライス大学の大学院生フミヤKatsutaniの大学院を：物理学柳の結束の首都大学東京教授は論文の共著者の最初の著者はまた、です。河野は、電気およびコンピュータ工学/物理学と天文学/ナノ材料科学と工学の教授です。
コアプロジェクトの開発を促進するための研究助成の日本学術振興会の研究（科研費）、日本科学技術、山田科学財団およびエネルギー省のエネルギー基本サイエンスプログラム、国立科学財団とロバート・ウェルチ財団の米国務省資金調達。