Nanorør opfører sig som optiske antenner

(PhysOrg.com)-Ligesom walkie-talkies sender og modtager radiobølger, carbon nanorør kan transmittere og modtage lys på nanoskalaen, Cornell -forskere har opdaget.

Carbon nanorør, cylindriske sammenrullede plader af carbonatomer, kan en dag lave ideelle optiske spredningstråde - små, for det meste usynlige antenner med evnen til at styre, absorbere og udsende visse lysfarver i nanoskalaen, ifølge forskning ledet af Jiwoong Park, Cornell adjunkt i kemi og kemisk biologi. Studiet, som inkluderer medforfatter Garnet Chan, også inden for kemi, udgives online 19. december i tidsskriftet Naturnanoteknologi . Papirets første forfatter er Daniel Y. Joh, en tidligere studerende i Parks laboratorium.

Forskerne brugte Rayleigh -spredning af lys - det samme fænomen, der skaber den blå himmel - fra carbon -nanorør dyrket i laboratoriet. De fandt ud af, at selvom udbredelsen af ​​lysspredning for det meste er klassisk og makroskopisk, farven og intensiteten af ​​den spredte stråling bestemmes af iboende kvanteegenskaber. Med andre ord, nanorørernes simple kulstof-kulstofbundne molekylære struktur bestemte, hvordan de spredte lys, uafhængigt af deres form, som adskiller sig fra egenskaberne ved nutidens metalliske optiske strukturer i nanoskala.

"Selvom du hugger det ned i lille skala, intet vil ændre sig, fordi spredningen grundlæggende er molekylær, "Park forklaret.

De fandt ud af, at nanorørens lystransmission opførte sig som en nedskaleret version af radiofrekvente antenner, der findes i walkie-talkies, bortset fra at de interagerer med lys i stedet for radiobølger. De principper, der styrer interaktionerne mellem lys og carbon nanorøret, er de samme som mellem radioantennen og radiosignalet, de fandt.

For at udføre deres eksperimenter, forskerne brugte en metode udviklet i deres laboratorium, der fuldstændigt eliminerer det problematiske baggrundsignal, ved at belægge overfladen af ​​et substrat med et brydningsindeks-matchende medium for at få substratet til at "forsvinde" optisk, ikke fysisk. Denne teknik, hvilket tillod dem at se de forskellige lysspektre, der blev produceret af nanorørene, er detaljeret i en anden undersøgelse offentliggjort i Nano bogstaver.

Teknikken tillader også hurtig, let karakterisering af et stort antal nanorør, hvilket kunne føre til måder at dyrke mere ensartede partier af nanorør.

Papirets hovedforfattere er tidligere studerende Daniel Y. Joh; kandidatstuderende Lihong Herman; og Jesse Kinder, en postdoktoral forskningsassistent i Chans laboratorium.