Meymers의 컨설팅 보고서에 따르면 Rice University와 Tokyo Metropolitan University의 과학자들은 탄소 나노 튜브 필름에 새로운 양자 효과를 관찰했으며이 양자 효과는 고유 한 레이저에 기여할 수 있다고합니다. 그리고 다른 광전자 장치 R & D
'Rice-Tokyo'연구팀은 단일 벽 탄소 나노 튜브를 플라즈몬 양자 감금 영역으로 사용함으로써 양자 규모에서 빛을 조작 할 수있는 능력이 크게 진보했다고보고했다.
현상이 준이치로 코노의 연구실은,이 나노 광전자 소자의 개발에 핵심 기술이 될 수있는 미국 라이스 대학의 물리학에서 발견 된 근적외선 레이저, 레이저는 연속 빔의 파장을 방출 근적외선 나노는 너무 짧다 현재의 기술 수준은 아직 성취 될 수 없습니다.
Nature Communications는이 새로운 연구에 대한 자세한 설명을 게시합니다.
Kono 팀은 단일 또는 얽힌 나노 튜브 집합체에서 달성하기 어려운 실험을 수행 할 수있는 '웨이퍼 크기의 필름에 매우 밀접하게 배열 된 탄소 나노 튜브'방법을 발견했습니다. 이로 인해 도쿄도 대학의 물리학자인 Kazuhiro Yanagi가 주목을 받았다 .Yanagi는 나노 물질의 응축 물리학을 전문으로하고 공동 연구를 시작했다.
Kono는 협력 프로젝트를 소개하면서 다음과 같이 말했다. "이 연구에서 Yanagi는 나노 튜브 필름의 전자 밀도를 제어 할 수있는 '게이팅 기술'을 제공했으며 CNT 정렬 기술을 제공했습니다. 이것은 우리가 많은 양의 자유 전자를 주입하고 제거 할 수있게 해주는 '게이트 게이트 (gated gate)'가있는 규칙적으로 배열 된 대 면적의 탄소 나노 튜브 막을 제조 한 것은 이번이 처음입니다.
야나기 (Jonagi)는 다음과 같이 덧붙였다. "게이트 제어 기술은 매우 유용하지만, 이전에 사용했던 멤브레인의 탄소 나노 튜브는 무작위로 배열되어 있습니다. 이러한 상황에서 나노 튜브를 정확히 알 수 없기 때문에이 상황은 매우 실망 스럽습니다. 이것의 1 차원 적 성질은 실제로 매우 중요합니다. 코노 팀이 제공 한 영화는 마침내이 문제를 해결할 수 있기 때문에 매우 놀랍습니다.
두 팀은 "나노 미터 너비의 나노 튜브에 전자를 주입 한 다음 편광 된 빛으로 여기시키는"도전 과제를 달성하기 위해 기술을 결합했다. 탄소 나노 튜브의 너비는 원자 우물과 Kono는 "충분한 전자가 존재하는 한 플라즈마로 작용할 수 있습니다."라고 Kono는 생각합니다 : "원자 입자의 에너지는 특정 상태 또는 하위 대역에서 '제한됩니다'. 그러면 편광 된 빛이 튜브의 벽 사이에서 빠르게 진동합니다.
Kono는 다음과 같이 말했습니다 : "플라즈마는 제한된 구조에서 일종의 집단 전하 발진입니다. 플레이트, 필름, 리본, 입자 또는 구형에 대해 이러한 시스템을 방해하면 (일반적으로 광선을 사용하여)이 자유 캐리어는 고유 진동수는 집합 적으로 움직입니다. '그리고이 효과는 전자의 수와 물체의 크기와 모양에 의해 결정됩니다.
미국 라이스 대학교 (Rice University)의 실험에서, 나노 튜브는 매우 얇아서 양자 서브 밴드 사이의 에너지가 플라스마의 에너지와 거의 같다고 Kono는 다음과 같이 생각한다. "이것은 플라즈몬의 양자 메커니즘으로, 연구자들은이 현상을 극초단파 파장 범위의 인공 반도체 양자 우물에서 연구했지만이 연구는 저 차원 물질에서 자연 발생이 처음 발생하는 것으로 나타났다. 이 현상은 단파장 상태에서 관찰된다. '
코노 (Kono)는 "플라즈몬 반응에서 발견되는 매우 복잡한 '게이트 전압 의존성 (gate voltage dependence)'은 금속 및 반도체 단일 벽 나노 튜브와 마찬가지로 놀랍습니다. 튜브 상호 작용의 기본 이론에 기초하여 공명 에너지 공식을 유도 할 수 있습니다. 놀랍게도이 공식은 매우 간단합니다. 나노 튜브 직경 만이 결정 변수입니다.
연구진은이 현상이 통신, 분광학, 이미징 및 고도로 조절 가능한 근적외선 양자 캐스케이드 레이저의 개발을 촉진 할 수 있다고 믿는다.
규칙적으로 배열 나노 튜브를 개척 장치 개발 팀을 사용하여 고노 팀.이 연구의 공동 저자, 박사 후 동료 팀 Weilu 가오 코노 것으로, 레이저의 종래의 반도체 레이저는 밴드 갭 물질에 따라 다르지만,이 양자 폭포 레이저 아니다 . Weilu 가오는 "양자 캐스케이드 레이저 파장 우리 만 나노 튜브의 직경을 변화시킴으로써 우리 레이저가이 카테고리에 속한다 독립적 밴드 갭, 그것을 고려할 필요없이 조정 플라즈몬 공명 에너지 가능하다. 갭 문제. '
Kono는 또한 격자 형의 규칙적으로 배열 된 나노 튜브 필름이 물리학 자에게 Luttinger의 1 차원 도체에서의 액체 상호 작용 이론을 연구 할 수있는 기회를 제공 할 것이라고 예측했다.
고노는 말했다 : '금속 예측 및 금속 매우 다른 한 차원 및 3 차원 탄소 나노 튜브는 단일 나노 튜브 연구의 Luttinger 액체 행동이 매우 어렵 최고의 후보 방법 중 하나를 관찰 할 수 있지만, 우리가를 설립했다. 도핑하여 게이트 거시적 차원 시스템이나, 페르미 에너지가 조절 될 수있다. 우리는 심지어 일차원 반도체 차원 금속으로 전환 될 수있다. 따라서, 이러한 물리적 현상을 탐구하는 이상적인 방식이다. '
수도 대학 도쿄 료타로 오카다와 YOTA 이치 노세의 조교수 요헤이 Yomogida 및 라이스 대학 (Rice University)의 대학원생 후미야 Katsutani 대학원을 : 물리학 야나기 응집력의 도쿄 대학 교수는 논문의 공동 저자의 첫 번째 저자도 포함입니다. 고노는 전기 및 컴퓨터 공학 / 물리학 및 천문학 / 나노 재료 과학 및 공학의 교수이다.
연구 보조금의 일본 학술 진흥회 (KAKENHI), 일본 과학 기술에 의한 연구는 핵심 프로젝트, 야마다 과학 재단과 에너지의 기본 에너지 과학 프로그램, 국립 과학 재단 (National Science Foundation)의 미 교육부와 로버트 웰치 재단의 발전을 촉진 자금.