Các nhóm nghiên cứu từ Đại học Tsukuba và Đại học Rennes đã phát hiện ra một hiện tượng mới trong đó cấu trúc lồng nhau của các ống nano carbon được bao bọc trong các ống nano boron nitride tạo điều kiện cho một đường thoát electron độc đáo khi tiếp xúc với ánh sáng. Phát hiện này mở ra những hướng đi đầy hứa hẹn cho nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm việc chế tạo các thiết bị quang học tốc độ cao, điều khiển nhanh các electron và các hạt khác cũng như tản nhiệt hiệu quả từ các thiết bị.
Động lực gây ra bởi sự truyền điện tích kích hoạt bằng ánh sáng được thử nghiệm bằng các kỹ thuật giải quyết theo thời gian khác nhau. Nhà cung cấp: Truyền thông Tự nhiên (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-48880-3
Các nghiên cứu gần đây đã nhấn mạnh rằng các vật liệu bao gồm các ống xếp lớp, có độ dày nguyên tử và được phân loại là vật liệu có chiều thấp, thể hiện các tính chất mới. Mặc dù các đặc tính tĩnh của các cấu trúc này, chẳng hạn như sự dẫn điện, đã được ghi chép rõ ràng, nhưng các đặc tính động của chúng, bao gồm sự chuyển điện tử giữa các lớp và chuyển động nguyên tử được kích hoạt bởi sự tiếp xúc với ánh sáng, lại ít được chú ý hơn.
Trong nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu đã xây dựng các cấu trúc hình trụ lồng nhau bằng cách bọc các ống nano carbon (CNT) trong ống nano boron nitride. Sau đó, họ kiểm tra chuyển động của các electron và nguyên tử gây ra bởi các xung ánh sáng cực ngắn trên vật liệu một chiều (1D). Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Communications.
Chuyển động của điện tử được theo dõi bằng quang phổ quang học cực nhanh băng thông rộng, ghi lại những thay đổi tức thời trong cấu trúc phân tử và điện tử do chiếu xạ ánh sáng với độ chính xác mười phần nghìn tỷ giây (10−13 giây). Chuyển động nguyên tử được quan sát thông qua nhiễu xạ electron phân giải thời gian cực nhanh, tương tự đạt được sự giám sát động lực học cấu trúc với độ chính xác mười phần nghìn tỷ giây.
Nghiên cứu tiết lộ rằng khi các loại vật liệu chiều thấp khác nhau được xếp lớp, một con đường hoặc kênh sẽ hình thành, cho phép các electron thoát ra khỏi các phần phụ cụ thể của vật liệu. Ngoài ra, người ta còn phát hiện ra rằng các electron bị kích thích trong CNT khi tiếp xúc với ánh sáng có thể chuyển vào BNNT thông qua các kênh điện tử này, nơi năng lượng của chúng được chuyển đổi nhanh chóng thành năng lượng nhiệt, tạo điều kiện cho quá trình chuyển đổi nhiệt cực nhanh.
Nghiên cứu này đã phát hiện ra một hiện tượng vật lý mới ở bề mặt tiếp xúc giữa hai vật liệu khác nhau, không chỉ mang lại khả năng truyền năng lượng nhiệt cực nhanh mà còn có những ứng dụng tiềm năng trong việc phát triển các thiết bị quang học cực nhanh và thao tác nhanh chóng với các electron và lỗ trống do ánh sáng tạo ra.
Mời đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
