Поскольку устройства продолжают строиться во все более мелком масштабе, ученые ищут способы разработки материалов на атомном уровне.

В своем открытии, которое будет способствовать этому и опубликовано в Nature Communications исследователи из кластера новаторских исследований RIKEN и Центра перспективной фотоники RIKEN вместе с сотрудниками разработали способ использования " Метод сухого переноса »- метод, в котором не используется растворитель – для точного позиционирования углеродных нанотрубок оптического качества.

Углеродные нанотрубки являются многообещающим типом материалов с потенциальным использованием в таких приложениях, как светодиоды, одноэлектронные транзисторы или в качестве источников одиночных фотонов. По сути, они представляют собой трубки, состоящие из графена, скрученного определенным образом, и способ, которым они скручены, имеет решающее значение для проявления желаемых свойств. Создание устройств с желаемыми свойствами требует точного манипулирования положением и ориентацией нанотрубок, а также свойства, известного как «хиральность», которое, по сути, описывает, насколько они скручены. Однако сложно точно управлять молекулами, поскольку использование растворителей или высокотемпературная обработка неизбежно загрязняют нанотрубки, снижая их оптические характеристики.

Чтобы решить эту проблему, исследователи искали способ конструировать нанотрубки без использования растворителей. Они экспериментировали с использованием антрацена, химического вещества, полученного из масла, в качестве жертвенного материала. По сути, они подняли нанотрубку на антраценовом каркасе, чтобы нести ее куда захотят, а затем использовали тепло для сублимации антрацена, оставив нанотрубку в оптически безупречном состоянии. Они также разработали метод мониторинга фотолюминесценции нанотрубок во время переноса, гарантируя, что нанотрубка с желаемыми оптическими свойствами будет размещена в нужном месте.

Группа подтвердила, что после сухого переноса оставшиеся нанотрубки обладают яркой фотолюминесценцией, в 5000 раз ярче исходной молекулы, что делает их идеальными для оптических устройств. Кроме того, группа смогла точно разместить нанотрубку на вершине наноразмерного оптического резонатора, улучшив свойства излучения света.

По словам Кейго Оцука из RIKEN Cluster for Pioneering Research, первого автора статьи: « Мы считаем, что эта технология может способствовать не только созданию наноустройств из углеродных нанотрубок с желаемыми свойствами, но и построение систем более высокого порядка, основанных на свободном сочетании материалов атомных слоев и других наноструктур ».

«Помимо этого», говорит Юичиро Като, лидер группы, «эта технология может внести свой вклад в развитие атомно-определенных технологий, выходящих за рамки нанотехнологий, в которых материалы с точными структурами на атомарном уровне используются в качестве строительных блоков для проектирования и создания функций, отличных от функций существующих материалов »

Источник: https://www.riken.jp/en/[19459007visible