محققان موفق به ساخت نانولوله های کربنی آرمچیر با روش های مختلف شدند

[h=1]محققان موفق به ساخت نانولوله های کربنی آرمچیر با روش های مختلف شدند[/h]

۲۵ بهمن ماه ۱۳۹۰

​

محققان دانشگاه رایس دریافتند که اجسام هیدروژن مانندی به نام اگزایتون موجب رنگ منحصر به فرد در نانولوله های آرمچیر می شود.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، نانولوله های کربنی آرمچیر که به دلیل پیکربندی U شکلی که دارند، به این نام رایج هستند، خاصیت فلزی داشته و فاقد باندگپ هستند. در واقع الکترون می تواند با کمترین مقاومت از آنها عبور کند. محققان دانشگاه رایس دریافتند که این نانولوله ها نور را همانند نیمه هادی ها جذب می کنند.

«جونیکیوز کونو» می گوید: یک الکترون با جذب فوتون از حالت ساکن به حالت هادی درآمده و موجب تشکیل یک حفره با بار مثبت می شود. این جفت الکترون-حفره یک اگزایتون تشکیل داده و بار خنثی به خود می گیرد.

«اریک هاروز» نویسنده اول این مقاله می گوید: اگزایتون ها توسط جذب طول موج ویژه ای از نور ایجاد می شوند، آنچه که شما مشاهده می کنید، در واقع نوری است که این مواد را ترک می کنند. قطر نانولوله های کربنی تعیین می کند که چه بخش از نور مرئی جذب شود. این جذب نور عامل رنگ رنگین کمانی موجود در میان توده های مختلف نانولوله های کربنی است.



دانشمندان دریافتند که نانوذرات طلا و نقره می تواند دستکاری شده و نوارهای رنگی مختلفی را منعکس کند.بسته به اندازه ذرات، آنها قادرند رنگ های مختلفی را جذب کرده و نشر دهند که به این پدیده «رزونانس پلاسمایی» گفته می شود. در بسیاری از موارد محققان مشاهده کرده اند که نانوذرات نیمه هادی موسوم به نقاط کوانتومی بر اساس پهنای باندشان ملون می شوند.

تیم تحقیقاتی «کونو» دریافت که اگزایتون ها منبع رنگ در نانولوله های کربنی آرمچیر معلق شده در یک محلول هستند. نتایج این تحقیق با یافته های پیشین در تناقض است، دلیل این امر آن است که اگزایتون از ویژگی های مواد نیمه هادی است نه فلزات.

«کونو» می گوید: نانولوله های کربنی آرمچیر فاقد باند گپ بوده، اما دارای ساختار الکترونیکی منحصر به فردی است که برای جذب طول موج های ویژه ای مناسب هستند. در این نانولوله ها، لایه ظرفیت و هدایت به هم برخورد می کنند که باعث می شود نانولوله، دارای خواص فلزی شود. این باندهای توسعه یافته چیزی به نام «یگانگی وان هوف» را ایجاد می کنند. بنابراین حالت های الکترونیکی زیادی اطراف این یگانگی متمرکز می شود. زمانی که نور با نانولوله ها برخورد می کند، رزونانس اگزایتون ها در اطراف این یگانگی ها ایجاد می شوند. در بیشتر فلزات نیروی برهمکنش کلومبی میان الکترون و حفره به قدر کافی قوی نیست تا اگزایتون ها پایدار شوند.

یکی از نتایج جانبی این پروژه آن بود که محققان توانستند نانولوله های کربنی آرمچیر خالص را از روش های مختلف تولید کنند.

نتایج یافته های این تحقیق در نشریه «American Chemical Society» منتشر شده است.