Just nagu raadiosaatjad edastavad ning võtavad vastu raadiolaineid suudavad süsinik-nanotorud vastu võtta ning edastada valgust nanoskaalas, leidsid Cornelli teadlased.
Süsinik-nanotorudest võivad ühel heal päeval saada ideaalsed optilised hajutavad juhtmed – pisikesed, peaaegu nähtamatud antennid, mis suudavad kontrollida, neelata ning kiirata kindlatel värvustel valgust nanoskaalas, kirjutab Physorg.com.
Kunstniku nägemus valgust hajutavatest süsinik-nanotorudest. Pilt: Shivank Garg
Teadlased kasutasid oma uurimuses Rayleigh valguse hajumist – sama fenomeni, mille tõttu taevas on sinine – laboris kasvatatud süsinik-nanotorudelt. Nad leidsid, et kuigi valguse levik on enamasti klassikaline ja makroskoopiline, määrab hajunud kiirguse värvuse ning intensiivsuse ära nanotorude sisemised kvantomadused. Teisisõnu, nanotorude lihtne süsinik-süsinik ühendatud molekulaarstruktuur määras ära, kuidas nanotorud valgust hajutasid. Torude kuju ei mänginud rolli – fakt, mille poolest see erineb praegu kasutatavatest metallist tehtud nanoskaalalistest optilistest struktuuridest.
“Isegi kui viia see väikesesse skaalasse, ei muutu ikkagi midagi, sest hajumine on põhimõtteliselt molekulaarne,” selgitas Jiwoong Park, üks uurimuse läbi viinud teadlasi.
Tehti kindlaks, et nanotorude valgusedastus käitus kui vähendatud skaalas raadiosagedusantenn, mida kasutatakse näites raadiosaatjates, ainult et nad reageerisid valgusele mitte raadiolainetele. Põhimõtted, mille järgi valguse ning süsinik-nanotorude omavaheline mõju töötab on sama raadioantenni ning raadiosignaali vastastikuse mõjuga.
Eksperimendi läbiviimiseks kasutasid teadlased samas laboris välja töötatud meetodit, mis elimineerib täielikult probleeme tekitavad taustsignaalid. Selleks kaeti substraadi pind sama murdumisnäitajaga ainega, tänu millele substraat muutus optiliselt “nähtamatuks.” See tehnika võimaldas näha nanotorude poolt tekitatud erinevaid valgusspektreid.
Antud meetod aitab ka kiiresti ja lihtsalt karakteriseerida suurel hulgal nanotorusid, mis võib tulevikus kaasa aidata ühtlasemate nanotorude kogumike sadestamist.
Teadusartikkel 1: “Single-walled carbon nanotubes as excitonic optical wires”
Teadusartikkel 2: “On-Chip Rayleigh Imaging and Spectroscopy of Carbon Nanotubes“