Emissione Ideale del Fotone da Carbonio Nanotubes - Nuova Tecnologia

I nanotubes del Carbonio, cilindri recentemente creati degli atomi di carbonio strettamente tenuti da adesivo, hanno abbagliato gli scienziati e gli ingegneri con la loro lista apparentemente senza fine dello speciale abilità-da resistenza alla trazione incredibile ai chip di computer di rivoluzione. Nell'odierna emissione di Scienza, l'Università due di ricercatori di Rochester aggiunge un'altra abilità alla lista dei nanotubes: emissione ideale del fotone.

“La larghezza di banda dell'emissione è stretta come potete ottenere alla temperatura ambiente,„ dice Lukas Novotny, il professor dell'ottica a Rochester e co-author dello studio. Così emissione stretta e costante può fare tali campi come i sensori della crittografia e della unico molecola di quantum una realtà pratica.

Il profilo dell'emissione ha sorpreso a Todd Krauss, assistente universitario di chimica all'Università e a Novotny. Avevano precisato per definire semplicemente l'emissione, o la fluorescenza, di singolo nanotube del carbonio. Usando una tecnica chiamata microscopia confocale, il gruppo ha illuminato un singolo nanotube con un raggio laser forte messo a fuoco. Il tubo ha assorbito l'indicatore luminoso dal laser e poi ri-ha emesso l'indicatore luminoso alle nuove frequenze che hanno portato le informazioni sulle caratteristiche fisiche e sui sui dintorni del tubo.

L'indicatore luminoso emesso dal nanotube era nelle lunghezze d'onda precise e discrete, a differenza della maggior parte dei oggetti come molecole che si irradiano in un più vasto (cioè più “sfocato„) intervallo delle lunghezze d'onda alla temperatura ambiente.

Ma una maggior sorpresa era in magazzino per il gruppo.

“L'emissione non era appena perfettamente stretta, era costante per quanto abbiamo potuto misurare,„ dice Krauss. In un capriccio sconosciuto di fisica di quantum, le molecole emettono solitamente i loro fotoni per certo tempo e poi cessano, solo di riattivare ancora successivamente, come un segnale di telegrafo. I tubi che Krauss e Novotny misurati, tuttavia, sono rimanere gavitelli costanti ai limiti della sensibilità dei loro strumenti. “Questo è molto emozionante perché per tutta l'applicazione nell'ottica di quantum, volete un emettitore costante e preciso del fotone,„ dice Novotny.

Le emissioni Strette e un'assenza completa di lampeggiamento hanno implicazioni di tentazione per le singole emettitore-unità del fotone state necessarie per rilasciare in modo fidato un singolo fotone sul comando. Il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti è molto interessato nella crittografia di sviluppo di quantum, un metodo teoricamente infrangibile di informazioni di codifica, che necessitano un modo affidabile consegnare i singoli fotoni a richiesta.

Altre applicazioni vengono sotto forma di sensori così sensibili essi possono individuare una singola molecola di una sostanza. Per esempio, quando una molecola biologica quale una proteina lega ad un nanotube, i nanotube perfezionano i cambiamenti dell'emissione, rivelando la presenza e le caratteristiche della molecola. La Rilevazione del cambiamento sarebbe impossibile se non fosse per la natura notevolmente costante dell'emissione del nanotube, perché un ricercatore non avrebbe saputo per sicuro se un cambiamento improvviso nell'emissione fosse appena un lampeggio, o fosse destinata ad indicare la presenza della molecola dell'obiettivo.

Fino ad appena alcuni mesi fa, determinare le caratteristiche dell'emissione di un nanotube era impossibile. I nanotubes del Carbonio non possono essere resi a individually-rather che vengono come miscuglio come un pilastro degli spaghetti. La Prova di misurare l'emissione del fotone di un tubo nel miscuglio è impossibile perché il tubo passerà i fotoni che assorbe ad altri tubi invece di ri-emissione loro di suo modo indicatore. Che scienziati finisca con è una specie di media di cui la raccolta dei tubi emetterà--non le caratteristiche dell'emissione di singolo tubo. Soltanto entro i mesi ultimi capisca i ricercatori come rimuovere un singolo nanotube dal pilastro degli spaghetti per studiare i sui beni come persona.

Krauss e Novotny ora stanno inventando gli esperimenti per verificare la stabilità della fluorescenza del nanotube oltre l'intervallo degli esperimenti iniziali e stanno perseguendo gli studi puntati su determinando l'ultima larghezza di banda possibile minima dell'emissione alle temperature ultracold.

5 settembre 2003 Inviatoth

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

Last Update: 12. June 2013 01:50

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