25.6 C
Jakarta

Cahaya Ultracepat Membuka Sifat Baru pada Material Berdimensi Rendah

Published:

Studi terbaru dalam kerangka Dynacom menunjukkan bahwa material berdimensi rendah, yang terdiri dari tabung berlapis atom tebal, menunjukkan sifat baru. Para peneliti menciptakan struktur dengan membungkus karbon nanotube (CNT) dalam nanotube boron nitrida (BNNTs) dan menggunakan spektroskopi optik ultracepat dan difraksi elektron dengan resolusi waktu untuk memantau pergerakan elektron dan atom. Mereka menemukan bahwa elektron dapat berpindah antar lapisan, mengubah energinya menjadi energi panas dengan cepat. Temuan ini mengungkapkan fenomena fisik baru pada antarmuka material ini, menunjukkan potensi penerapan dalam perangkat optik ultracepat dan manipulasi elektron. Gambar struktur bersarang tabung nano karbon yang diselimuti tabung nano boron nitrida di bawah eksitasi foto. Kredit: Universitas Tsukuba

Penelitian menunjukkan transfer elektron dan panas yang cepat pada material berlapis, membantu teknologi optik.

Para peneliti telah mengidentifikasi karakteristik baru dari material berlapis berdimensi rendah yang memungkinkan transfer elektron dan energi panas secara cepat, menunjukkan potensi peningkatan dalam teknologi optik ultracepat dan berbagai aplikasi lainnya.

Dalam sebuah karya kolaboratif dalam kerangka Dynacom (Laboratorium Jepang Perancis), penelitian terbaru menyoroti bahwa bahan yang terdiri dari tabung berlapis, yang secara atom tebal dan diklasifikasikan sebagai bahan berdimensi rendah, menunjukkan sifat baru. Meskipun sifat statis struktur ini, seperti konduksi listrik, telah didokumentasikan dengan baik, sifat dinamisnya, termasuk transfer elektron antar lapisan dan gerakan atom yang dipicu oleh paparan cahaya, kurang mendapat perhatian.

Dalam studi ini, para peneliti membangun struktur silinder bersarang dengan membungkus tabung nano karbon (CNT) dalam tabung nano boron nitrida. Mereka kemudian memeriksa pergerakan elektron dan atom yang disebabkan oleh pulsa cahaya ultrapendek pada material satu dimensi (1D). Pergerakan elektron dipantau menggunakan spektroskopi optik ultracepat broadband, yang menangkap perubahan seketika dalam struktur molekul dan elektronik akibat iradiasi cahaya dengan presisi sepuluh triliun detik (10−13 S). Gerakan atom diamati melalui difraksi elektron dengan penyelesaian waktu yang sangat cepat, yang juga mencapai pemantauan dinamika struktural dalam waktu sepuluh triliun detik. ketepatan.

Penemuan Fenomena Fisik Baru

Studi tersebut mengungkapkan bahwa ketika berbagai jenis material berdimensi rendah dilapisi, jalur atau saluran terbentuk, memungkinkan elektron keluar dari subbagian material tertentu. Selain itu, ditemukan bahwa elektron yang tereksitasi di CNT akibat paparan cahaya dapat ditransfer ke BNNT melalui saluran elektronik ini, di mana energinya dengan cepat diubah menjadi energi panas, sehingga memfasilitasi konversi panas yang sangat cepat.

Penelitian ini telah mengungkap fenomena fisik baru pada antarmuka antara dua material berbeda, yang tidak hanya menawarkan transportasi energi panas ultracepat namun juga aplikasi potensial dalam pengembangan perangkat optik ultracepat dan manipulasi cepat elektron dan lubang yang dihasilkan oleh cahaya.

Referensi: “Dinamika yang diinduksi foto selama transfer elektronik dari lapisan celah pita sempit ke lebar pada material heterostruktur satu dimensi” oleh Yuri Saida, Thomas Gauthier, Hiroo Suzuki, Satoshi Ohmura, Ryo Shikata, Yui Iwasaki, Godai Noyama, Misaki Kishibuchi, Yuichiro Tanaka, Wataru Yajima, Nicolas Godin, Gaël Privault, Tomoharu Tokunaga, Shota Ono, Shin-ya Koshihara, Kenji Tsuruta, Yasuhiko Hayashi, Roman Bertoni dan Masaki Hada, 30 Mei 2024, Komunikasi Alam.
DOI: 10.1038/s41467-024-48880-3

Pekerjaan ini didukung oleh JSPS Kakenhi Grants-in-Aid (Nos. JP18H05208 (SK), JP22KK0225 (MH) dan JP23H01101 (MH)) dan Japan Science Technology Agent (JST) FOREST Program (No. JPMJFR211V (MH)). RB mengakui Agence Nationale de la Recherche (ANR) atas pendanaan undergrant, ANR-21-CE30-0011-01 CRITICLAS.

Related articles

Recent articles

spot_img