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 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 mengungkap fenomena fisik baru pada antarmuka material ini, yang menunjukkan potensi penerapan dalam perangkat optik ultracepat dan manipulasi elektron. Gambar struktur bersarang tabung nano karbon yang ditutupi dengan 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 Perancis-Jepang), penelitian terbaru menyoroti bahwa bahan yang terdiri dari tabung berlapis, yang tebal secara atom dan diklasifikasikan sebagai bahan berdimensi rendah, menunjukkan sifat baru. Meskipun sifat statis dari struktur ini, seperti konduksi listrik, telah didokumentasikan dengan baik, sifat dinamisnya, termasuk transfer elektron antar lapisan dan pergerakan atom yang disebabkan oleh paparan cahaya, kurang mendapat perhatian.
Dalam studi ini, para peneliti membangun struktur silinder bersarang dengan membungkus karbon nanotube (CNT) dalam nanotube boron nitrida. Mereka kemudian meneliti pergerakan elektron dan atom yang disebabkan oleh pulsa cahaya ultrapendek dalam material satu dimensi (1D). Pergerakan elektron dipantau menggunakan spektroskopi optik ultracepat broadband, yang menangkap perubahan seketika dalam struktur molekul dan elektronik akibat penyinaran 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 sepersepuluh 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 transpor 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 dalam bahan 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 Alami.
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 dana hibah, ANR-21-CE30-0011-01 CRITICLAS.
NewsRoom.id
