世界最小的碳納米管單分子發光元件
作者:中國科學院成都有機化學有限公司 來源:http://www.sikpqwc.cn 日期:2017-10-23 13:15:49
該發光元件的詳細情況刊登《科學(Science)》雜志上。論文標題為“Induced Optical Emission from a Carbon Nanotube FET”。
碳納米管是指,將碳原子結合成直徑數nm的管狀分子,分子直徑不到頭發的5萬分之一。對于該發光元件的成功開發所帶來的效應,研究人員評價說:“這將推動碳納米管在納米級電子工程學和光元件領域的應用研究”。
研發人員開發的發光元件為直徑1.4nm的納米管狀單分子。研究小組已確認其可發出波長1.5μm的光。“這一波長的光廣泛應用于光通信領域,極具應用價值”。“由于直徑不同的納米管會產生波長不同的光,因此有望應用于其他領域”(同上)。
研究小組將該發光元件嵌入3引腳晶體管內部,并在晶體管柵極部分施加低電壓后,在納米管的兩端(源極和漏極之間)產生了電流。由于這是在同時具有雙極性的元件上進行的,就能夠同時向一個碳納米管的源極中注入負電荷(電子),向漏極中注入正電荷(空穴)。當電子和空穴在納米管中相遇時,電荷發生中和后就會發光。
由于這一發光元件是一種晶體管,因此可通過控制柵極上的電壓來實現開關切換。“由于能夠對單個納米管的發光進行電控,因此可以詳細分析像納米管這樣的一元材料的光物理性質”。
研發人員表示:“利用發光現象進一步研究碳納米管的電氣特性,將能夠加快納米管在電氣和光學領域中的應用開發”。他還表示:“由于納米管發光元件能夠相互接合,并可以嵌入到碳納米管和半導體電子元件中,因此有可能在電子和光電子領域開辟新的應用前景”。