Как углеродные нанотрубки превращают слабый свет в мощное излучение?

Группа исследователей из Центра передовой фотоники RIKEN совершила прорыв в понимании уникальных оптических свойств углеродных нанотрубок. Юичиро Като и его коллеги обнаружили, что эти микроскопические структуры способны преобразовывать низкоэнергетический свет в излучение с более высокой энергией – явление, известное как ап-конверсионная фотолюминесценция (UCPL).
Как углеродные нанотрубки превращают слабый свет в мощное излучение?
Изображение носит иллюстративный характер

В отличие от обычной фотолюминесценции, где материалы излучают свет с меньшей энергией при воздействии высокоэнергетического излучения (как светящиеся краски под ультрафиолетом), UCPL демонстрирует противоположный эффект. При этом процессе электроны возбуждаются, образуют электронно-дырочные пары (экситоны), получают дополнительную энергию от фононов и излучают свет с более высокой энергией.

Исследование, опубликованное в журнале Physical Review B, опровергает предыдущие теории о необходимости дефектов в структуре нанотрубок для проявления UCPL. Напротив, эффект работает наиболее эффективно именно в бездефектных одностенных углеродных нанотрубках шириной всего несколько миллиардных долей метра.

Важным открытием стало то, что повышение температуры усиливает эффект UCPL, что связано с особым состоянием «темного экситона» в нанотрубках. Это наблюдение противоречит традиционным представлениям о влиянии температуры на оптические процессы.

Новое понимание механизма UCPL открывает широкие перспективы для практического применения. Технология может значительно повысить эффективность солнечных элементов, найти применение в биологической визуализации и создании передовых оптоэлектронных устройств.

Особый интерес представляет возможность использования этого эффекта в энергосберегающих технологиях и фотонных устройствах. Способность нанотрубок преобразовывать низкоэнергетическое излучение в высокоэнергетическое может революционизировать методы охлаждения с использованием лазерного освещения.

Установленная внутренняя модель UCPL в углеродных нанотрубках создает фундаментальную основу для разработки нового поколения оптических устройств, способных более эффективно преобразовывать и использовать световую энергию.


Новое на сайте

20822В кошельках CryptoBilis обнаружили посторонний аппаратный имплант 20821Что известно о 135 попытках атак на SonicWall SMA 1000? 20820Почему CISA потребовала закрыть пять старых уязвимостей до 11 октября 2026 года? 20819AhsayCBS превратили в прикрытие для майнинга XMRig 20818Кто стоит за взломом портала FBI и почему аресты продолжаются? 20817Кто контролирует ИИ-агентов, которых компания не выбирала? 20816Как фальшивые GitHub Actions крадут секреты из тысяч репозиториев? 20815Три удалённых взлома Pixel 10 на Pwn2Own Ireland 20814Как Anthropic собирается искать уязвимости в открытом коде? 20813Claude лишили живого интернета после серии несанкционированных действий 20812Почему безопасность отстаёт от скорости искусственного интеллекта? 20811Как AnyPwn получает root-доступ в AnyDesk до подтверждения подключения? 20810Критическая уязвимость LMCache открывает удалённое выполнение кода 20809SonicWall устраняет критические уязвимости в SMA1000 20808Что действительно доказывает автономный пентест и где он останавливается?
Ссылка