ตามที่ให้คำปรึกษาเชียงใหม่ Musi นักวิทยาศาสตร์มหาวิทยาลัยไรซ์ (มหาวิทยาลัยไรซ์) และของญี่ปุ่นมหาวิทยาลัยนครโตเกียว (Tokyo Metropolitan University) ตั้งข้อสังเกตในภาพยนตร์ท่อนาโนคาร์บอนไปเป็นชนิดใหม่ของผลกระทบที่ควอนตัมควอนตัมผลกระทบอาจนำไปสู่เลเซอร์ที่ไม่ซ้ำกัน และอุปกรณ์อิเล็คทรอนิคส์อื่น ๆ R & D.
'Rice- โตเกียว' ทีมวิจัยรายงานว่าผ่านการใช้งานเพียงครั้งเดียวผนังท่อนาโนคาร์บอนเป็นที่คุมขังควอนตัมของสนามพลาสม่า (plasmonic ควอนตัมเขตการคุมขัง) ความสามารถในการจัดการกับแสงในระดับควอนตัมทำให้ความคืบหน้าสำคัญ
ปรากฏการณ์ที่ถูกค้นพบในฟิสิกส์สหรัฐอเมริกามหาวิทยาลัยไรซ์ในห้องปฏิบัติการจุนอิชิโรโคโนะของนี้อาจจะกลายเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญในการพัฒนาของอุปกรณ์ optoelectronic นาโนอินฟราเรดใกล้เลเซอร์นาโนอินฟราเรดใกล้เลเซอร์ส่งเสียงความยาวคลื่นแสงอย่างต่อเนื่องเป็นระยะสั้นเกินไปที่จะ ระดับปัจจุบันของเทคโนโลยีไม่สามารถบรรลุ
"การสื่อสารธรรมชาติ" ตีพิมพ์รายละเอียดของการศึกษาใหม่
ทีม Kono ได้ค้นพบวิธีนี้ในการจัดวางท่อนาโนคาร์บอนอย่างแน่นหนาในฟิล์มขนาดเวเฟอร์ที่สามารถบรรลุการทดลองที่ทำได้ยากในการรวมตัวของแท่งเดียวหรือพันเส้นผ่านศูนย์กลาง สิ่งนี้ดึงดูดความสนใจจาก Kazuhiro Yanagi นักฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย Tokyo Metropolitan University Yanagi เชี่ยวชาญด้านฟิสิกส์แบบควบแน่นในวัสดุนาโนทั้งสองฝ่ายเริ่มการวิจัยร่วมกัน
Kono แนะนำโครงการความร่วมมือและกล่าวว่า "ในงานวิจัยนี้ Yanagi ได้ให้ 'gating technique' (เทคโนโลยีนี้สามารถควบคุมความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในฟิล์มนาโน) เราได้จัดเตรียมเทคโนโลยี CNT alignment นี่เป็นครั้งแรกที่เราได้ผลิตแผ่นฟิล์มนาโนคาร์บอนขนาดใหญ่ที่จัดวางอย่างสม่ำเสมอโดยมีประตูรั้วรอบขอบชิดซึ่งช่วยให้เราสามารถฉีดและนำอิเล็กตรอนอิสระจำนวนมากออกมาได้
Yanagi กล่าวว่า "เทคโนโลยีการควบคุมประตูมีประโยชน์มาก แต่ท่อนาโนคาร์บอนในเยื่อบาง ๆ ที่ฉันใช้มาก่อนจะถูกจัดเรียงแบบสุ่มสถานการณ์นี้หงุดหงิดมากเพราะฉันไม่สามารถรู้ได้อย่างถูกต้องเกี่ยวกับท่อนาโนในฟิล์มชนิดนี้ ลักษณะแบบหนึ่งมิติของเรื่องนี้และนี่เป็นสิ่งที่สำคัญมากภาพยนตร์ที่ทีม Kono จัดหาให้เป็นที่น่าอัศจรรย์เพราะภาพยนตร์เหล่านี้สามารถช่วยแก้ปัญหานี้ได้
ทั้งสองทีมรวมเทคนิคเพื่อให้บรรลุถึงความท้าทายในการฉีดอิเล็กตรอนเข้าไปในท่อนาโนที่กว้างเพียง 1 นาโนเมตรและตื่นเต้นกับแสงโพลาไรซ์ความกว้างของท่อนาโนคาร์บอนจับอิเล็กตรอนในหลุมควอนตัมที่อะตอมและอะตอม พลังงานของอนุภาคอะตอมถูก จำกัด ในบางรัฐหรือ subband แสง Polarized ทำให้พวกเขาสั่นอย่างรวดเร็วระหว่างผนังหลอด Kono คิดว่าตราบเท่าที่มีอิเล็กตรอนมากพอ
โนะกล่าวว่า "พลาสม่าสั่นในโครงสร้างค่าใช้จ่ายโดยรวมการคุมขังสำหรับแผ่นแบน, ภาพยนตร์, ริบบิ้น, อนุภาคทรงกลมหรือถ้าคุณทำลายระบบเหล่านี้ (โดยปกติจะใช้ลำแสง) ซึ่งจะเป็นพาหะฟรี ความถี่ลักษณะการเคลื่อนไหวโดยรวม. "และผลกระทบนี้จะถูกกำหนดโดยขนาดและรูปร่างของอิเล็กตรอนและจำนวนของวัตถุ
ในการทดลองที่มหาวิทยาลัยไรซ์ตั้งแต่นาโนเป็นบางมากเพื่อให้พลังงานระหว่าง subband ควอนตัมเกือบพลังงานพลาสม่าค่อนข้าง Kono ว่า 'นี่คือระหว่างกลไก plasmon ควอนตัมนั้น subband การเปลี่ยนแปลงที่เรียกว่า plasmons (plasmon intersubband, ISP) interband. นักวิจัยได้ศึกษาเทียมในหลุมเซมิคอนดักเตอร์ควอนตัมภายในปรากฏการณ์ไกลสุดช่วงความยาวคลื่นอินฟราเรด แต่การศึกษาครั้งนี้เป็นครั้งแรกที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในวัสดุต่ำมิติ ปรากฏการณ์นี้อยู่ภายใต้เงื่อนไขของความยาวคลื่นสั้น ๆ
การตรวจสอบการตอบสนอง plasmon นี้ซับซ้อนมาก 'ประตูแรงดันไฟฟ้า (แรงดันประตู) ขึ้นอยู่กับ' เป็นความประหลาดใจปรากฏการณ์ในโลหะและเซมิคอนดักเตอร์ท่อนาโนเดียวผนังที่เป็น Kono: 'โดยนาโนแสง ทฤษฎีพื้นฐานของการปฏิสัมพันธ์ระหว่างท่อเราสามารถที่จะได้รับพลังงานเสียงสะท้อนของสูตร. ที่จะแปลกใจของเราสูตรนี้ง่ายมากและมีเพียงขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของท่อนาโนที่เป็นหนึ่งในตัวแปรที่สำคัญ.
นักวิจัยเชื่อว่าปรากฏการณ์นี้อาจส่งเสริมความก้าวหน้าในการสื่อสาร, สเปกโทรสโกและวิทยาศาสตร์การถ่ายภาพเช่นเดียวกับการปรับความสูงใกล้อินฟราเรดเลเซอร์ควอนตัมน้ำตกและเทคโนโลยีอื่น ๆ
ทีมโนะโดยใช้ท่อนาโนจัดเป็นประจำทีมพัฒนาอุปกรณ์บุกเบิก. ผู้เขียนร่วมของการศึกษาหลังปริญญาเอกทีมเพื่อน Weilu Gao ว่าโนะเซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์ธรรมดาของเลเซอร์ขึ้นอยู่กับวัสดุที่ช่องว่างแถบ แต่นี้ไม่ได้เป็นเลเซอร์น้ำตกควอนตัม . Weilu Gao กล่าวว่า "ควอนตัมความยาวคลื่นน้ำตกเลเซอร์เป็น bandgap อิสระเลเซอร์ของเราอยู่ในหมวดหมู่นี้เราได้โดยการเปลี่ยนขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของท่อนาโนที่จะเป็นไปได้ในการปรับแต่งการใช้พลังงานของ plasmon เสียงสะท้อนโดยไม่จำเป็นที่จะต้องพิจารณา ปัญหาช่องว่าง.
Kono ยังคาดการณ์ว่าประตูนี้ฟิล์มนาโนจะจัดเป็นประจำจะฟิสิกส์ Luttinger โอกาสของเหลวเพื่อการศึกษาเป็นตัวนำหนึ่งมิติปฏิสัมพันธ์ทฤษฎีอิเล็กตรอน
"การคาดการณ์โลหะแบบหนึ่งมิติมีความแตกต่างกันมากกับโลหะสองมิติและสามมิติท่อนาโนคาร์บอนเป็นหนึ่งในผู้สมัครที่ดีที่สุดในการสังเกตพฤติกรรมของเหลวของ Luttinger การวิจัยเกี่ยวกับท่อนาโนเดี่ยวค่อนข้างยาก แต่เราได้สร้าง ระบบหนึ่งมิติแบบ macroroscopic พลังงานของ Fermi สามารถปรับได้โดยการยาสลบหรือ gating เรายังสามารถแปลงเซมิคอนดักเตอร์เป็นมิติเดียวเป็นโลหะเดียวดังนั้นนี้เป็นระบบที่เหมาะสำหรับการศึกษาปรากฏการณ์ทางกายภาพเช่น
ศาสตราจารย์มหาวิทยาลัยโตเกียวของฟิสิกส์ Yanagi การทำงานร่วมกันเป็นผู้เขียนแรกของกระดาษเขียนร่วม ได้แก่ : บัณฑิตมหาวิทยาลัยนครโตเกียว Ryotaro ดะและ Yota Ichinose, ผู้ช่วยศาสตราจารย์ Yohei Yomogida และมหาวิทยาลัยข้าวนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Fumiya Katsutani Kono เป็นศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ / ฟิสิกส์และดาราศาสตร์ / นาโนวัสดุศาสตร์และวิศวกรรม
การศึกษาโดยสมาคมญี่ปุ่นสำหรับโปรโมชั่นของทุนวิจัย (KAKENHI) วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีประเทศญี่ปุ่นเพื่อส่งเสริมการพัฒนาของโครงการหลักยามาดะมูลนิธิวิทยาศาสตร์และกรมวิชาพลังงานพื้นฐานพลังงาน, มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติสหรัฐอเมริกาและมูลนิธิโรเบิร์ตเวลช์ การระดมทุน