Ideale Photon-Emission vom Kohlenstoff Nanotubes - Neue Technologie

Kohlenstoff nanotubes, vor kurzem hergestellte Zylinder von fest geklebten Kohlenstoffatomen, haben Wissenschaftler und Ingenieure mit ihrer scheinbar endlosen Liste von Special Fähigkeit-von der unglaublichen Dehnfestigkeit zu den Revolutionierencomputerchips geblendet. Im heutigen Punkt der Wissenschaft, fügen Universität zwei von Rochester-Forschern ein anderes Meisterstück der Liste der nanotubes hinzu: ideale Photonemission.

„Die Emissionsbandweite ist, wie Sie bei Zimmertemperatur erhalten können,“ sagt Lukas Novotny, Professor von Optik in Rochester und Mitverfasser der Studie so schmal. Solch Eine schmale und stabile Emission kann solche Bereiche wie Quantum Kriptographie- und Einzelmolekülfühler machen eine praktische Wirklichkeit.

Das Emissionsprofil überraschte zu Todd Krauss, Assistenzprofessor von Chemie an der Universität und zu Novotny. Sie hatten dargelegt, um die Emission oder Fluoreszenz, eines einzelnen Kohlenstoff nanotube einfach zu definieren. Indem es eine Technik verwendete, die confocal Mikroskopie genannt wird, leuchtete das Team ein einzelnes nanotube mit einem stark fokussierten Laserstrahl. Das Gefäß absorbierte die Leuchte vom Laser und wieder-strahlte dann Leuchte bei neuen Frequenzen aus, die Informationen über des körperlichen die Eigenschaften und die seine Umgebungen Gefäßes trugen.

Die Leuchte, die vom nanotube ausgestrahlt wurde, war in den genauen, getrennten Wellenlängen, anders als die meisten Nachrichten wie Moleküle, die in eine breitere (d.h. mehr „flockiges“) Reichweite der Wellenlängen bei Zimmertemperatur ausstrahlen.

Aber eine größere Überraschung war im Speicher für das Team.

„Die Emission war nicht gerade tadellos schmal, es war stabil, insoweit wir messen konnten,“ sagt Krauss. In einer merkwürdigen Verschrobenheit von Quantumsphysik, strahlen Moleküle normalerweise ihre Photonen während einer bestimmten Zeit aus und hören dann, nur auf, späteres, wie ein Fernschreibersignal wieder wieder aufzunehmen. Die Gefäße, die Krauss und Novotny, die gemessen wurden jedoch, stabile Leuchtfeuer zu den Grenzen auf die Empfindlichkeit ihrer Instrumente blieben. „Dieses ist, weil für jede mögliche Anwendung in der Quantumsoptik, Sie einen stabilen und genauen Photonemitter wünschen,“ sagt Novotny sehr aufregend.

Schmale Emissionen und ein komplettes Fehlen des Blinkens haben verlockende Auswirkungen für einzelne Photon Emittereinheiten, die benötigt werden, um ein einzelnes Photon auf Befehl verlässlich freizugeben. Das US-Verteidigungsministerium Ist-- an sich entwickelnder Quantumskriptographie, eine theoretisch unzerbrechliche Methode von Kodierungsinformationen sehr interessiert, die eine zuverlässige Methode erfordert, einzelne Photonen Bedarfs- zu entbinden.

Andere Anwendungen kommen in Form von den empfindlichen Fühlern so sie können ein einzelnes Molekül einer Substanz entdecken. Zum Beispiel wenn ein biologisches Molekül wie ein Protein an ein nanotube bindet, vervollkommnen der nanotubes Emissionsänderungen und decken das Vorhandensein und die Eigenschaften des Moleküls auf. Die Änderung Zu Entdecken würde unmöglich sein, wenn es nicht für die bemerkenswert stabile Art der nanotube Emission war, weil ein Forscher nicht für sicheres wissen würde, wenn eine plötzliche Änderung in der Emission gerade ein Blinken war oder bedeutet wurde, das Vorhandensein des Zielmoleküls anzuzeigen.

Bis gerade vor einigen Monaten die Emissionseigenschaften eines nanotube war zu bestimmen unmöglich. Kohlenstoff nanotubes können nicht gemacht werden individually-rather, das sie als Durcheinander wie ein Stapel von Isolationsschläuchen kommen. Das Versuchen, die Photonemission eines Gefäßes im Durcheinander zu messen ist unmöglich, weil das Gefäß die Photonen führt, die es zu anderen Gefäßen absorbiert, anstatt, sie auf seine klatschsüchtige Form wieder-auszustrahlen. Beenden Sie mit Welchen Wissenschaftlern oben, ist eine Sortierung des Durchschnittes von, was die Sammlung von Gefäßen ausstrahlt--nicht die Emissionseigenschaften von einem einröhrigen. Nur innerhalb der letzten Monate haben Sie Forscher herausgefunden, wie man ein einzelnes nanotube vom Stapel von Isolationsschläuchen löscht, um seine Eigenschaften als Einzelperson zu studieren.

Krauss und Novotny planen jetzt Experimente, um die Festigkeit der nanotube Fluoreszenz über der Reichweite der Anfangsexperimente hinaus zu prüfen und üben die Studien aus, die die entscheidende minimale mögliche Emissionsbandweite bei den ultracold Temperaturen bestimmend angestrebt werden.

Am 5. September 2003 Bekannt gegebenth

Date Added: Nov 17, 2003 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 12. June 2013 01:47

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