碳納米管耦合了光和物質 有望實現有機半導體激光源

　　Iccsz訊 通過對光電子納米材料上的研究，海德堡大學和圣·安德魯斯大學(蘇格蘭)的科學家首次成功地在半導體碳納米管上證明了光與物質的強相互作用。這種強烈的光與物質之間的耦合是實現新光源的重要一步，例如基于有機半導體的電泵浦激光器。除了其他一些應用之外，他們在電信應用中也很重要。這些結果是海德堡大學教授Jana Zaumseil博士和圣·安德魯斯大學教授Malte Gather博士合作的產物，并已發(fā)表在《自然通訊》上。

　　基于碳的有機半導體是傳統(tǒng)無機半導體材料例如硅的一種性價比更高和更節(jié)能的替代品。有這些材料構成的發(fā)光二極管已經廣泛應用于智能手機的顯示屏上了。更進一步的應用于照明技術、數據傳輸和光伏應用的設備目前還處于原型階段。然而，到目前為止，還不能用有機材料制成一種重要的光電子器件——電泵浦激光器。主要的原因是，有機半導體只有有限的電荷傳輸能力。

　　Zaumseil教授解釋說，過去幾年的研究已經越來越注重類似激光的基于光與物質耦合的有機半導體發(fā)光。如果能夠使光子(光)和激子(物質)充分相互作用，那么它們之間的耦合是如此強烈以致于它們產生出所謂的激子極化激元。這些也是可以發(fā)光的準粒子。在特定條件下，這種發(fā)光能夠呈現出激光的特性。根據海德堡大學物理化學研究所光電研究組的納米材料負責人Jana Zaumseil所說，在結合足夠快的電荷輸送的基礎上，激子極化激元可以使我們接近于實現電泵浦的碳基激光器。

　　由于Zaumseil教授和Gather教授之間的合作，才使得這第一次演示在半導體碳納米管中激子極化激元的形成成為可能。與其他有機半導體不同，這些微小的，管形的碳結構能夠非常好地傳輸正電荷和負電荷。該研究的第一作者，博士生Arko Graf解釋說，激子極化激元也顯示了非凡的光學性質。海德堡和圣安德魯斯的科學家們認為他們的研究成果是向實現有機半導體基電泵浦激光器邁出的重要一步。Zaumseil教授強調說：“除了有可能產生激光之外，激子極化激元已經使我們能夠在很寬的近紅外范圍內改變碳納米管發(fā)射的光波長。”