В углеродных нанотрубках происходит слияние света и материи

Москва, 10:58, 21 Ноя 2016, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Исследуя наноматериалы для оптоэлектроники, ученые из Шотландии впервые продемонстрировали сильное взаимодействие света и материи в полупроводниковых углеродных нанотрубках. Такое сильное слияние света и материи является важным шагом на пути реализации новых источников света, например, электрической накачки лазера на основе органических полупроводников для применения в области телекоммуникаций.

Органические полупроводники на основе углерода представляют собой экономичную и энергосберегающую альтернативу традиционным неорганическим кремниевым полупроводникам. Светоизлучающие диоды из этих материалов уже повсеместно встречаются в смартфонах. Однако до сих пор было невозможно произвести один из важных компонентов органических материалов оптоэлектроники — электрическую накачку лазера — из-за того, что органические полупроводники имеют ограниченные возможности проводимости.

Исследования, проведенные за последние несколько лет, все больше ориентируются на лазер как источник света в органических полупроводниках. Если фотоны (свет) и экситоны (материя) смогут взаимодействовать достаточно сильно, то они произведут так называемые экситон-поляритоны — квази-частицы, которые испускают свет. При определенных условиях такие выбросы могут влиять на свойства лазерного луча. В сочетании с достаточно быстрым переносом заряда экситоны и поляритоны могут вывести электрическую накачку лазера в пределы досягаемости.

Ученые собираются впервые продемонстрировать формирование экситон-поляритонов в полупроводниковых углеродных нанотрубках. В отличие от других органических полупроводников, эти микроскопически малые трубчатые углеродные структуры переносят положительные и отрицательные заряды очень хорошо. Исследователи объясняют, что экситон-поляритоны также демонстрируют исключительные оптические свойства. Ученые считают результаты своих исследований важным шагом на пути реализации электрической накачки на основе органических полупроводников. Помимо возможности генерации лазерного излучения, экситон-поляритоны позволяют варьировать длину волны света, испускаемого углеродными нанотрубками в широком диапазоне ближней инфракрасной области.