De Ideale Emissie van het Foton Van Koolstof Nanotubes - Nieuwe Technologie

De Koolstof nanotubes, leidde onlangs tot cilinders van koolstofatomen strak in entrepot, heeft wetenschappers en ingenieurs met hun schijnbaar eindeloze lijst van speciaal capaciteit-van ongelooflijke treksterkte aan het hervormen chips verblind. In de kwestie van vandaag van Wetenschap, voegt Universiteit twee van de onderzoekers van Rochester een andere prestatie aan de lijst van nanotubes toe: ideale fotonemissie.

De „emissiebandbreedte is zo smal aangezien u bij kamertemperatuur kunt krijgen,“ zegt Lukas Novotny, professor van optica in Rochester en medeauteur van de studie. Zulk een smalle en regelmatige emissie kan tot dergelijke gebieden zoals quantumcryptografie en enig-moleculesensoren een praktische werkelijkheid maken.

Het emissieprofiel kwam als verrassing aan Todd Krauss, hulpprofessor van chemie bij de Universiteit, en Novotny. Zij hadden getracht de emissie, of fluorescentie, van één enkele koolstof eenvoudig te bepalen nanotube. Door een techniek te gebruiken genoemd confocal microscopie, verlichtte het team één enkele nanotube met een sterk geconcentreerde laserstraal. De buis absorbeerde het licht van de laser en dan re-uitgezonden licht bij nieuwe frequenties die informatie over de fysieke kenmerken van de buis en zijn omgeving droegen.

Het licht dat van nanotube wordt uitgezonden was in nauwkeurige, afzonderlijke golflengten, in tegenstelling tot de meeste voorwerpen zoals molecules die in een bredere (d.w.z. meer „verward“) waaier van golflengten bij kamertemperatuur uitstralen.

Maar een grotere verrassing was in opslag voor het team.

De „emissie was niet alleen volkomen smal, was het regelmatig voor zover wij konden meten,“ zegt Krauss. In een vreemde gril van quantumfysica, zenden de molecules gewoonlijk hun fotonen voor een bepaalde tijd uit en houden dan op, slechts om opnieuw, als een telegraafsignaal later te hervatten. De buizen die Krauss en Novotny maten, echter, bleven regelmatige bakens aan de grenzen van de gevoeligheid van hun instrumenten. „Dit is zeer opwekkend omdat voor om het even welke toepassing in quantumoptica, u een regelmatige en nauwkeurige fotonzender wilt,“ zegt Novotny.

De Smalle emissies en een volledig ontbreken van het knipperen hebben verleidende implicaties voor enige foton zender-apparaten nodig om één enkel foton op bevel betrouwbaar vrij te geven. Het Ministerie van de V.S. van Defensie is zeer geinteresseerd in het ontwikkelen van quantumcryptografie, een theoretisch onverbrekelijke methode om informatie te coderen, die een betrouwbare manier vergt om enige fotonen op bestelling te leveren.

Andere toepassingen komen in de vorm van zo gevoelige sensoren zij kunnen één enkele molecule van een substantie ontdekken. Bijvoorbeeld, wanneer een biologische molecule zoals een proteïne aan een nanotube, de perfecte de emissieveranderingen van nanotube bindt, die de aanwezigheid en de kenmerken van de molecule openbaren. Ontdekken van de verandering zou onmogelijk zijn als het niet voor de opmerkelijk regelmatige aard van de nanotubeemissie was, omdat een onderzoeker voor bepaald zou weten niet of was een plotselinge verandering in de emissie enkel een knipoogje, of moest op de aanwezigheid van de doelmolecule wijzen.

Tot enkel een paar maanden geleden, was bepalen van de emissiekenmerken van een nanotube onmogelijk. De Koolstof nanotubes kan niet individueel-eerder worden gemaakt zij komt als allegaartje zoals een stapel van spaghetti. Proberen om de fotonemissie van een buis in het allegaartje te meten is onmogelijk omdat de buis de fotonen zal overgaan het aan andere buizen in plaats van re-uitzendt hen op zijn veelbetekenende manier absorbeert. Welke wetenschappers omhoog beëindigen met zijn een soort gemiddelde wat de inzameling van buizen zal uitzenden--niet de emissiekenmerken van één enkele buis. Slechts binnen het verleden hebben weinig maanden onderzoekers berekenden hoe te om één enkele nanotube uit de stapel van spaghetti te verwijderen om zijn eigenschappen als individu te bestuderen.

Krauss en Novotny bedenken nu experimenten om de regelmatigheid van de nanotubefluorescentie voorbij de waaier van de aanvankelijke experimenten te testen, en streven studies na die op het bepalen van de uiteindelijke minimum mogelijke emissiebandbreedte worden gericht bij ultracoldtemperaturen.

Gepost 5th September 2003

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

Last Update: 12. June 2013 01:43

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit