|
日本理化學(xué)研究所先進(jìn)光子學(xué)中心的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，單壁碳納米管能夠通過一種特殊機(jī)制，將低能量光轉(zhuǎn)化為更高能量的光。這一發(fā)現(xiàn)可能推動(dòng)太陽能技術(shù)和生物成像領(lǐng)域的突破。 通常，材料吸收高能量光（如紫外光）后會(huì)釋放較低能量的可見光，這種現(xiàn)象稱為光致發(fā)光。然而，在某些情況下，材料吸收低能量光后反而會(huì)釋放更高能量的光，這一罕見過程被稱為上轉(zhuǎn)換光致發(fā)光（UCPL）。UCPL對(duì)太陽能技術(shù)具有重要意義，因?yàn)樗梢詫⒃緹o法利用的低能量光轉(zhuǎn)化為可發(fā)電的高能量光，從而提高太陽能電池的效率。 在傳統(tǒng)光致發(fā)光中，光激發(fā)電子形成激子，激子復(fù)合并釋放能量較低的光。而在UCPL中，激子通過與材料中的聲子（晶格振動(dòng)）相互作用獲得額外能量，最終釋放出比入射光能量更高的光。 此前，學(xué)界認(rèn)為UCPL僅在碳納米管存在結(jié)構(gòu)缺陷時(shí)發(fā)生。但該研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，即使在沒有缺陷的碳納米管中，UCPL也能高效進(jìn)行。其機(jī)制在于：光激發(fā)電子時(shí)，聲子同時(shí)提供能量，形成“暗激子”態(tài)，最終發(fā)射更高能量的光。實(shí)驗(yàn)還表明，溫度升高會(huì)增強(qiáng)UCPL效應(yīng)，因?yàn)楦邷叵侣曌痈钴S。 這一發(fā)現(xiàn)為開發(fā)新型光電器件提供了新思路。研究人員計(jì)劃進(jìn)一步探索利用UCPL實(shí)現(xiàn)納米管冷卻的可能性，并設(shè)計(jì)基于該效應(yīng)的能量收集裝置。理化學(xué)研究所團(tuán)隊(duì)表示，這項(xiàng)研究有望為先進(jìn)光電子和光子器件的設(shè)計(jì)開辟新途徑。 《賽特科技日?qǐng)?bào)》網(wǎng)站（https://scitechdaily.com） |
