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世界最小的碳纳米管单分子发光元件

作者:中国科学院成都有机化学有限公司 来源:http://www.timesnano.com 日期:2017-10-23 13:15:49


            开发出了由单分子碳纳米管构成的发光元件。“该发光元件的尺寸为世界最小。制造成功可电控的元件表明:分子元件的研究获得了重大进展”。

    该发光元件的详细情况刊登《科学(Science)》杂志上。论文标题为“Induced Optical Emission from a Carbon Nanotube FET”。

    碳纳米管是指,将碳原子结合成直径数nm的管状分子,分子直径不到头发的5万分之一。对于该发光元件的成功开发所带来的效应,研究人员评价说:“这将推动碳纳米管在纳米级电子工程学和光元件领域的应用研究”。

    研发人员开发的发光元件为直径1.4nm的纳米管状单分子。研究小组已确认其可发出波长1.5μm的光。“这一波长的光广泛应用于光通信领域,极具应用价值”。“由于直径不同的纳米管会产生波长不同的光,因此有望应用于其他领域”(同上)。

    研究小组将该发光元件嵌入3引脚晶体管内部,并在晶体管栅极部分施加低电压后,在纳米管的两端(源极和漏极之间)产生了电流。由于这是在同时具有双极性的元件上进行的,就能够同时向一个碳纳米管的源极中注入负电荷(电子),向漏极中注入正电荷(空穴)。当电子和空穴在纳米管中相遇时,电荷发生中和后就会发光。

    由于这一发光元件是一种晶体管,因此可通过控制栅极上的电压来实现开关切换。“由于能够对单个纳米管的发光进行电控,因此可以详细分析像纳米管这样的一元材料的光物理性质”。

   研发人员表示:“利用发光现象进一步研究碳纳米管的电气特性,将能够加快纳米管在电气和光学领域中的应用开发”。他还表示:“由于纳米管发光元件能够相互接合,并可以嵌入到碳纳米管和半导体电子元件中,因此有可能在电子和光电子领域开辟新的应用前景”。

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