Разработана новая технология отображения отдельных углеродных нанотрубок

Несмотря на почти неразличимые размеры, одностенные углеродные нанотрубки бывают разных видов.

Каждый из этих видов обладает собственной уникальной структурой и комбинацией электронных и оптических свойств. Описание структуры и свойств отдельных углеродных нанотрубок до сих пор было сопряжено с рядом сложностей.

Исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли при Министерстве энергетики США и Калифорнийского университета в Беркли разработали технологию, которая может использоваться для идентификации структуры отдельных углеродных нанотрубок и описания их электронных и оптических свойств в функциональном устройстве.

«С помощью новой высококонтрастной поляризационной оптической микроскопии мы получили видео и провели спектроскопию отдельных углеродных нанотрубок на разных подложках и в функциональных устройствах», отметил физик Фень Вонг. „Впервые мы способны получить изображения и спектры каждой нанотрубки по отдельности в общей среде, что, несомненно, станет важнейшим инструментом для перспективной нанотехнологии“.

Профессор Вонг — автор статьи, опубликованной в издании Nature Nanotechnology.

Одностенные углеродные нанотрубки могут быть металлическими или полупроводниковыми, в зависимости от структуры. Полупроводниковые нанотрубки могут обладать совершенно разными электронными запрещенными зонами, что приводит к различным электронным и оптическим свойствам.

«Чтобы полностью понять устройства с полевым эффектом или оптоэлектронные устройства, сделанные из одностенных углеродных нанотрубок, важно знать, какой вид углеродных нанотрубок используется в каждом случае», сказал Вонг. „Ранее подобные данные получить было невозможно, и исследователи могли лишь предполагать, что произойдет далее“.

Физической структурой электронными свойствами каждой отдельной разновидности одностенных углеродных нанотрубок заведует хиральность. Это значит, что их структура может быть как левонаправленной, так и правонаправленной. В итоге достижение хирально-контролируемого роста углеродных нанотрубок и понимание физики хиральнозависимых устройств стали двумя основными проблемами в области исследования нанотрубок.

«Поляризационная оптическая микроскопия и спектроскопия подходят для решения этих проблем, поскольку поляризованный свет весьма чувствителен к оптической анизотропии в системе и долгое время использовался для изучения хиральности в молекулах и кристаллах», отметил Вонг. „Однако слабый сигнал и неизбежный фон среды препятствовали использованию поляризованной оптической микроскопии для исследования отдельных углеродных нанотрубок“.

Проблемы появились в результате очевидного противоречия в поляризационной оптической микроскопии. Для любого оптического микроскопа важным параметром всегда является объектив с большим значением апертуры, чтобы добиться высокого разрешения, однако поляризованный свет, проходящий через такой объектив, становится деполяризованным. С помощью новой технологии Вонг с коллегами сумели добиться того, что не удавалось никому прежде, одновременно достигнув высокой поляризации и высокого разрешения.

«Ключевым для нашего успеха стало то, что излучением и накоплением света можно управлять отдельно», сказал Вонг. „Мы использовали объектив с большой апертурой для сбора света, чтобы получить высокое разрешение, и сумели создать объектив с эффективно малой апертурой для освещения, ради поддержания высокой частоты поляризации“.

В своем устройстве Вонг с коллегами собрали рассеянный нанотрубками поляризованный свет с помощью объектива со значением апертуры 0,8. При этом для создания света они использовали значительно более узкий луч суперконтинуумного лазера и существенно меньшее значение апертуры. В итоге была получена поляризация на порядок величины выше, чем можно было добиться ранее с помощью обычной поляризационной микроскопии и наномасштабного разрешения. Это позволило ученым получить цельные хиральные облики сотен углеродных нанотрубок, и на месте провести мониторинг активных устройств с полевым эффектом.

«Мы заметили, что оптические резонансы нанотрубок высокого порядка весьма расширены за счет электростатического легирования, неожиданного поведения, которое указывает на сильное межгрупповое рассеивание между электронами, доминирующее над ультрабыстрой динамикой возбужденных состояний углеродных нанотрубок», сообщил Вонг.

Ученые отмечают, что новая технология может использоваться не только с углеродными нанотрубками, но и для значительного усиления оптического контраста других анизотропных наноразмерных материалов, которые нельзя увидеть в обычные оптические микроскопы. Это графеновые наноленты, полупроводниковые нанопровода и наностержни, а также нанобиоматериалы, такие как актиновые нити.

13.11.2013




Нано



Ученые придумали, как усилить свойства композитовУченые придумали, как усилить свойства композитов

Материаловеды из политехнического институ...

Носимую электронику больше не будут клеить на тканьНосимую электронику больше не будут клеить на тка...

Стремление создать доступную, прочную и м...

Поляризованный свет необычно влияет на золотые наночастицыПоляризованный свет необычно влияет на золотые на...

Ученые из университета Райса в ходе ...

Светящиеся растения из Аватара появятся на ЗемлеСветящиеся растения из Аватара появятся на Земле

Все помнят эти удивительные люминесцентны...

Создан нанолазер, который меняет цвет как хамелеонСоздан нанолазер, который меняет цвет как хамелео

Новинка позволит продвинуться в области г...

Разработана искусственная кожа на основе графенаРазработана искусственная кожа на основе графена

Исследователям из Университета Глазго уда...

Печатные электронные устройства сделают вечнымиПечатные электронные устройства сделают вечными

Группа инженеров из Калифорнийского униве...

Графен поможет выращивать уникальные двумерные полупроводникиГрафен поможет выращивать уникальные двумерные по...

Новый метод производства позволит получать дву

Молекулы Лего помогли ученым усовершенствовать ультразвукМолекулы Лего помогли ученым усовершенствовать ул...

Во всем мире ультразвуковая визуализация приме...

Эффективность не измеряется измерениямиЭффективность не измеряется измерениями

В это сложно поверить, но не вс...

Самосборку нанокристаллов можно увидеть вживуюСамосборку нанокристаллов можно увидеть вживую

Превращение простых коллоидных частиц &md...

Самое маленькое в мире радио вибрирует в унисон с волнойСамое маленькое в мире радио вибрирует в унисон с...

Физики из Калифорнийского университета в&...

Создан очень гибкий и эластичный материал из нанотрубокСоздан очень гибкий и эластичный материал из нано...

Китайские ученые создали инновационный материа...

Покрытие из нанолент защитит самолеты от наледи и молнийПокрытие из нанолент защитит самолеты от наледи и...

Тонкое покрытие, состоящее из нанолент гр...

Теплопроводностью можно управлять с помощью наноструктурТеплопроводностью можно управлять с помощью нанос...

Теплопроводность — знакомое каждому...

Белый графен поможет раскрыть потенциал черного графенаБелый графен поможет раскрыть потенциал черного г...

Изготовление идеального монослоя так назы...

Создана наносубмарина с ультрафиолетовым приводомСоздана наносубмарина с ультрафиолетовым приводом

Наносубмарины хотя и не совсем готов...

Для повышения предела чувствительности спектроскопии ученые смяли наночастицыДля повышения предела чувствительности спектроско...

Увеличив площадь поверхности графен-золотых на...

Казанские ученые представили нанокомпозит исключительно для наружного примененияКазанские ученые представили нанокомпозит исключи...

Публикация исследователей из Казани и&nbs...

Генераторы углеродных нанотрубок давно среди насГенераторы углеродных нанотрубок давно среди нас

Ученые предположили, что, возможно, автомобили...

Доказана возможность использования наноколец в солнечных батареяхДоказана возможность использования наноколец в со...

Когда Рамеш Джасти начал изготавливать крошечн...

Созданы моторчики, которые заводятся от обычного светаСозданы моторчики, которые заводятся от обычного ...

Удивительно, но это факт: чтобы акти...

Совершен прорыв в области левитирования нанообъектовСовершен прорыв в области левитирования нанообъек...

Исследователи из Рочестера впервые добили

Открыт синтез нового наноматериалаОткрыт синтез нового наноматериала

Сотрудники технического университета Луизианы ...

Как наноцентр помогает ученым улучшать мирКак наноцентр помогает ученым улучшать мир

Вот уже год Центр нанотехнологий Рес...

Ученые намерены масштабировать производство диэлектриков для хранения энергииУченые намерены масштабировать производство диэле...

Простые в изготовлении, дешевые, легкие, ...

Покрытые графеном конденсоры увеличивают эффективность электростанцийПокрытые графеном конденсоры увеличивают эффектив...

Большинство электростанций в мире, работа...

Впервые точно измерены взаимодействия атомов и углеродных поверхностейВпервые точно измерены взаимодействия атомов и уг...

Физики из университета Вашингтона провели...

Материалы со сменой фазы подразумевают обширный спектр примененияМатериалы со сменой фазы подразумевают обширный с...

Ученые из Брукхэйвенской национальной лаб...

Поиск на сайте

Магазин

  
Silicon Power Slim S55 120GB (SP120GBSS3S55S25) SSD-накопитель4290.00 руб.

Знатоки клуба инноваций



ТОП - Новости мира, инновации

Спасти Тасманского ДьяволаСпасти Тасманского Дьявола
Мастерские инноваций открылись в Казани на три дняМастерские инноваций открылись в Казани на три дня
Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?
Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?
Незнание языков – не помеха для успехаНезнание языков – не помеха для успеха
Инвестиции в инновации: инертность преодоленаИнвестиции в инновации: инертность преодолена
Новости науки в массы следует нести в упрощенном форматеНовости науки в массы следует нести в упрощенном форма
В Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр Cisco. На очереди еще одинВ Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр
«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в строю«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в стро
Британский ученый выяснил, кому реже одобряют кредитБританский ученый выяснил, кому реже одобряют кредит
Исследована галактика с активным формирование звездИсследована галактика с активным формирование звезд
Классическая музыка полезна для новорожденныхКлассическая музыка полезна для новорожденных
Шизофреники непредсказуемы и способны на убийствоШизофреники непредсказуемы и способны на убийство
Щепотка калия позволит лучше сохранять водородЩепотка калия позволит лучше сохранять водород
Солнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на МарсСолнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на

Новости компаний, релизы

Лечение сутулости – как найти эффективное решениеЛечение сутулости – как найти эффективное решение
Основные ошибки при выборе кредитной картыОсновные ошибки при выборе кредитной карты
Ходунки для пожилых людейХодунки для пожилых людей
Аллергическая проба - первый шаг к лечению аллергииАллергическая проба - первый шаг к лечению аллергии
Пользуемся услугами автострахования онлайнПользуемся услугами автострахования онлайн