Nanokabel emituje światło i je wykrywa

Badacze z laboratorium IBM-a w Zurichu oraz uczeni z Norweskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii wykazali, że ten sam nanokabel może emitować światło oraz je wykrywać. To znaczące osiągnięcie, która może uprościć budowę układów nanofotonicznych.

Obecnie w komunikacji optycznej do emisji światła wykorzystuje się pierwiastki z grupy III-V układu okresowego, a do jego wykrywania używa się krzemu lub germanu. Tymczasem z artykułu opublikowanego w Nature Communications dowiadujemy się, że arsenek galu może być zarówno prostą diodą emitującą światło, jak i fotodetektorem. Z materiału tego można bowiem przygotować nanokabel o strukturze krystalicznej podobnej do wurcytu. W półprzewodnikach z wurcytu atomy ułożone są w specyficznych miejscach wzdłuż kabla. To powoduje, że funkcje falowe elektronów i dziur silnie się na siebie nakładają. Wystarczy rozciągać bądź kompresować kabel wzdłuż jego długości, by przełączać pomiędzy stanami nazwanymi przez naukowców „bezpośrednim pasmem wzbronionym” i „pseudobezpośrednim pasmem wzbronionym”.

Gdy rozciągasz nanokabel wzdłuż jego długości, znajduje się on w stanie, który nazwaliśmy 'bezpośrednim pasmem wzbronionym' i wówczas bardzo efektywnie emituje światło. Jeśli zaś skompresujesz go wzdłuż długości, jego właściwości elektroniczne zmieniają się i przestaje emitować światło. Nazywamy to 'stanem pseudobezpośrenim', materiały z grup III-V zachowują się podobnie do krzemu i germanu i stają dobrymi wykrywaczami światła - mówi Giorgio Signorello z IBM-a.

Tego typu kable mogą posłużyć też do produkcji ogniw słonecznych, czujników nacisku czy jako urządzenia piezoelektryczne.

nanokabel wurcyt