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科学新闻:科学家发现在室温下创建和捕获三重子的方法

更新时间:2021-10-22 01:52:37

导读 如今,家长非常关注科学教育,国内外的科学教育都成为了很多家长关注的问题。既然现在大家都很关注科学教育,边肖今天就给大家推荐一些与科

如今,家长非常关注科学教育,国内外的科学教育都成为了很多家长关注的问题。既然现在大家都很关注科学教育,边肖今天就给大家推荐一些与科学教育相关的文章分享一下。如果你感兴趣,你可以仔细阅读以下内容。三粒子由三个带电粒子组成,它们通过非常弱的成键能量结合在一起。尽管在电子和量子计算等应用中,潜在的问题是电子可能比电子携带更多的信息,但在室温下,三核粒子通常是不稳定的,三核粒子之间的键非常弱,以至于它们会迅速分解。大多数关于三极管的研究都需要过冷温度。即便如此,它们的瞬态特性使得Trion难以控制和研究。

由马里兰大学领导的一组研究人员找到了一种可靠的方法来合成和捕获在室温下稳定的tri。这项研究使操纵Trion和研究其基本性质成为可能。这项工作在2019年10月16日发表在ACS Central Science上的研究论文中有所描述。

该论文的资深作者、UMD大学化学与生物化学教授王说:“这项工作使得TRIPs的合成非常有效,并提供了一种以前所未有的方式操纵它们的方法。”“有了稳定和捕获三脚架的能力,我们就有可能构建一个非常干净的系统,用于研究控制发光二极管和光伏技术的过程,以及开发量子信息技术。”

在这项新的研究中,王和他的同事利用化学反应在单壁碳纳米管表面产生缺陷。缺陷导致纳米管导电表面的能量分布凹陷。可以认为,这些凹陷和流动的带电粒子可能会落入内部井内。

缺陷产生后,研究人员将光子对准纳米管,并观察缺陷部分的明亮发光。在特征波长下的每一次发光都表明被称为激子的电子和粒子已经在缺陷位置被捕获并结合形成三重态。

当研究人员将光子对准碳纳米管时,就会产生激子。当碳纳米管吸收光子时,纳米管中的电子被从基态泵送到激发态,留下带正电的空穴。空穴和电子紧密结合,形成称为激子的电子空穴对。根据研究人员的说法,当一个激子和一个电子落入由化学缺陷引起的阱中时,它们将结合形成由两个电子和一个空穴组成的三态。随着三离子衰变,它释放光子,这导致研究人员观察到明亮的发光。

王说:“这就像把原子物理带入化学实验室一样,”王说。“化学缺陷产生的陷阱就像一个原子烧杯中的单个“成键”事件。激动人心,on决定了tri的能级,而我们可以用化学反应很好地操纵。这意味着我们可以潜在地控制tri的能量和稳定性。”

王说,通过改变纳米管表面产生的化学缺陷的性质,可以精确控制它们捕获的tri的电荷、电子自旋等性质。在这项研究中观察到的被困的王和他的合作者比报道的最亮的Trion亮7倍多,他们的使用寿命比自由的Trion长100多倍。

王和他的团队打算继续开发他们的方法,以精确控制碳纳米管上有意产生的缺陷的合成,并研究tri的基本光物理和光学特性。

可靠地创建具有特定属性的稳定Trion的能力将对生物成像、化学传感、能量收集、固态计算和量子计算等技术产生广泛影响。

该研究的主要作者之一Hyejin Kwon(博士)说:“有趣的是,缺陷并不总是负面的。在我们的情况下,缺陷可能会导致一种全新的方式来生成ons,并对这些准粒子进行基础研究。”(16岁,化学专业),她现在在科罗拉多大学从事博士后研究。Kwon和Mijin Kim(18岁,化学博士)共同领导了这项研究。他现在是纪念斯隆-凯特琳癌症中心的博士后。

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