Японці змусили нанотрубки світитися сильніше за світло

Категорії

Світ Економіка Війна Технології Наука Авто Спорт Здоров'я Шоу-Бізнес Пізнавально Політика

Вінницькі Волинські Дніпровські Донецькі Житомирські Закарпатські Запорізькі Івано-Франківські Київські Кропивницькі Кримські Луганські Львівські Миколаївські Одеські Полтавські Рівненські Сумські Тернопільські Харківські Херсонські Хмельницькі Черкаські Чернігівські Чернівецькі

Погода

Київ

вологість:

тиск:

вітер:

Погода на 10 днів від sinoptik.ua

Японці змусили нанотрубки світитися сильніше за світло

16 травня 2025 р. 21:50

16 травня 2025 р. 21:50

Дослідники з Японії відкрили механізм, за якого вуглецеві нанотрубки випромінюють світло з більшою енергією, ніж поглинають, без структурних дефектів.

Центр передових фотонічних технологій RIKEN продемонстрував, що одношарові вуглецеві нанотрубки (англ. single-walled carbon nanotubes , SWCNTs), здатні до фотолюмінесценції з підвищенням енергії ( upconverted photoluminescence , UCPL). Це рідкісне явище дозволяє матеріалу випромінювати світло з вищою енергією , ніж поглинута, що суперечить типовій поведінці речовини. «Фонони більш поширені при вищих температурах, що підвищує ймовірність переходів, опосередкованих фононами» , — пояснив керівник дослідження Юїчіро Като.

Попередні теорії вказували на необхідність наявності дефектів у структурі нанотрубок, що утримують екситони (зв’язані стани електрона і «дірки»). Проте команда з RIKEN довела, що навіть “незаймані” нанотрубки демонструють ефект UCPL , завдяки внутрішньому механізму взаємодії з фононами. Після поглинання інфрачервоного світла екситон поглинає додаткову енергію від квантових коливань кристалічної решітки — фононів. Це спричиняє утворення «темного екситона», який пізніше випромінює світло з підвищеною енергією.

Це відкриття має критичне значення для сонячної енергетики , оскільки дозволяє перетворювати невикористане інфрачервоне випромінювання на корисне видиме світло. Такий підхід потенційно підвищує ефективність фотогальванічних систем , роблячи їх продуктивнішими. «Створивши внутрішню модель UCPL… ми сподіваємося відкрити нові можливості» , — зазначив Като, вказуючи на значення для фотоніки й оптоелектроніки.

Окрім сонячних панелей, механізм можна застосовувати в біомедичній візуалізації , де інфрачервоне світло проникає глибше у тканини та є менш шкідливим. Також UCPL може використовуватись у технологіях лазерного охолодження , ефективно відводячи теплову енергію. Таким чином, нові знання про поведінку екситонів у нанотрубках відкривають двері до революційних інженерних рішень у низці галузей.