В конце прошедшей недели исследовательское подразделение IBM Research, давно занимающееся исследованиями свойств углеродных нанотрубок, объявило о том, что ученым компании удалось создать первые в мире микроскопические твердотельные излучающие нанотрубки, электрически управляемые "модулятором" из одной единственной молекулы. Новые светоизлучающие нанотрубки (light-emitting nanotube, LEN) излучают в диапазоне 1,5 мкм, что в перспективе делает потенциально возможным создание оптических коммуникационных элементов на кремниевых подложках, с интегрированными LEN-излучателями диаметром всего 1,4 нм.
Исследователи из IBM Research особенно подчеркивают тот факт, что результаты лабораторных исследований полностью подтверждаются созданной ими детальной математической моделью процесса и подтверждают ранее высказывавшиеся лишь теоретически предположения о потенциальной возможности излучения света углеродными нанотрубками.
Если описывать вкратце, проводившиеся в IBM исследования углеродных нанотрубок (углеродных молекул, "скрученных" в тонкие трубчатые образования диаметром в единицы наномикрон, откуда и пошел термин "нанотрубки") показали, что приложение постоянного электрического потенциала к разным концам трубки (говоря в более привычных терминах, "подача" отрицательного потенциала – электронов, на один конец трубки и положительного потенциала - "дырок", на другой) приводит к возникновению излучения с длиной волны 1,5 мкм. Правда, в отличие от светодиодов, излучающих свет при появлении напряжения на его двух электродах, LEN-элемент является 3-электродным амбиполярным устройством, по типу полевого транзистора, где сама трубка играет роль канала транзистора, по которому электроны и "дырки" текут между истоком и стоком, плюс, имеется третий элемент, играющий роль своеобразного затвора и позволяющий говорить о модуляции излучения. Стоит также отметить, что 1,5 мкм длина волны не является какой-либо константой, нанотрубки с другим диаметром смогут излучать в других диапазонах.
Подробности о новом открытии изложены в статье Induced Optical Emission from a Carbon Nanotube FET авторов J.A. Misewich, R. Martel, Ph. Avouris, J.C. Tsang, S. Heinze, и J. Tersoff, работающих в Йорктаунском исследовательском центре IBM - T.J. Watson Research Center, штат Нью-Йорк, и опубликованы в номере журнала Science за 2 мая. В пресс-релизе компания ограничилась описанием перспектив нового открытия, например, потенциальной возможности применения массивов LEN-элементов в качестве светоизлучающих панелей, даже возможное создание на их базе "нанодисплеев", где каждый пиксел будет отображаться соответствующей нанотрубкой. Впрочем, не будем забегать вперед, ведь от разработок фронтира науки до промышленного использования открытий проходит порой достаточно долгий срок. Однако, доказанная потенциальная возможность светоизлучения углеродными нанотруками, вполне возможно, позволит ученым получить на исследования в этой области более приличные объемы финансирования что, возможно, ускорит коммерциализацию такого полезного эффекта.
О работах в области исследования свойств углеродных нанотрубок можно почитать наши предыдущие публикации: