新方法可在室溫下制造并捕獲三粒子
據(jù)物理學家組織網(wǎng)16日報道，由美國馬里蘭大學（UMD）主導的一項新研究，開發(fā)出一種在室溫下合成并捕獲三粒子的方法，使操縱三粒子并研究其基本性質(zhì)成為可能，有望促進生物成像、固態(tài)計算和量子計算等領(lǐng)域的發(fā)展。 ^h^\kW' #
/j B 0
[attachment=96210] vXUq[, 8yf
由UMD領(lǐng)導的研究團隊開發(fā)了一種在室溫下制造并捕獲三粒子的方法。圖片來源：物理學家組織網(wǎng) 4n 9c
三粒子由3個帶電粒子組成，通過非常弱的鍵能結(jié)合在一起。盡管三粒子能比電子攜帶更多信息，在電子學和量子計算等領(lǐng)域大顯身手，但在室溫下，三粒子通常不穩(wěn)定，其間的鍵很微弱，使其很快會分崩離析。目前，大多數(shù)關(guān)于三粒子的研究都需要在超冷溫度下進行。即使如此，它們“短命”的屬性也使科學家很難對其進行控制和研究。 Xpp%j
<^v-y)%N:A
在這項新研究中，論文資深作者、UMD化學與生物化學教授王玉煌（音譯）和同事開發(fā)出一種在室溫下制造并捕獲三粒子的方法。他們首先使用化學反應在單壁碳納米管表面制造出缺陷，缺陷導致納米管導電表面能量出現(xiàn)凹陷——帶電粒子流經(jīng)并陷落其中的阱。 //O9} -
M t D{/.D>
隨后，他們將光子對準碳納米管，吸收光子后，納米管中的電子從基態(tài)轉(zhuǎn)變到激發(fā)態(tài)，留下帶正電的空穴�？昭ㄅc電子緊密結(jié)合在一起，形成被稱為激子的電子—空穴對。當一個激子和一個電子落入阱中時，結(jié)合在一起，形成一個由兩個電子和一個空穴組成的三粒子。隨著三粒子發(fā)生衰變，它會釋放出光子，使研究人員觀察到明亮的發(fā)光。 <{"Jy)Uf
M"l<::z
王玉煌說：“令人興奮的是，三粒子的能級由阱決定，我們可以使用化學反應操控阱，這意味著，我們可以控制三粒子的能量和穩(wěn)定性，如此一來，我們有可能建立一個非常干凈的系統(tǒng)，研究控制發(fā)光二極管和光伏技術(shù)的過程，并開發(fā)量子信息技術(shù)�！� >M-ZjT >
48p< ~#<W\
王玉煌解釋說，通過改變在納米管表面上產(chǎn)生的化學缺陷的性質(zhì)，有可能精確地控制它們捕獲的三粒子的電荷、電子自旋和其他性質(zhì)。在這項研究中觀察到的三粒子的亮度是以前報告的7倍多，且其壽命是自由三粒子的100倍以上。 }(-2a*Z;Y
898=9`7e
王玉煌團隊打算繼續(xù)精煉這一方法，以精確控制三粒子的合成，研究其基本光學性質(zhì)。這項研究有望促進生物成像、化學傳感、能量捕獲、固態(tài)計算和量子計算等技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。（來源：科技日報）
|