پژوهشگران موفق به مشاهده برهمکنش منحصر به فردی در نانولوله‌های کربنی شدند. آن‌ها این برهمکنش را میان نانولوله‌های کربنی با ساختار مشابه مشاهده کردند که منجر به تشکیل پیک جدیدی در طیف رامان می‌شود.
کشف برهمکنش جدیدی میان اگزایتونها در نانولوله‌کربنی
محققان فناوری نانو در حال مطالعه روی دسته‌هایی از نانولوله‌کربنی بودند که موفق به کشف امضای نوری در این نانولوله‌ها شدند. این پدیده نشان می‌دهد که اگزایتون‌هایی که به نانولوله‌های منفرد متصل شده‌اند، با تونل‌زنی با نانولوله‌کربنی مجاور برهمکنش دارند. این تونل‌زنی کوانتومی می‌تواند توزیع انرژی را در شبکه نانولوله‌کربنی تحت تأثیر قرار دهد. از این فرآیند می‌توان در فیلم‌های نشردهنده‌ی نور و حوزه‌ی جذب نور استفاده کرد. استفان دورن می‌گوید: «مشاهده‌ی این رفتار در نانولوله‌های کربنی نشان دهنده‌ی این حقیقت است که این مواد دارای پتانسیل بالایی در استفاده در بخش نیمه‌هادی هستند.»
اگزایتونها به‌صورت مؤثر انرژی را در نانولوله‌های کربنی منتقل می‌کنند. اگزایتون زمانی به‌وجود می‌آید که نور توسط ماده جذب شود. برهمکنش میان عناصر نانومواد موجب بروز رفتارهای نوظهور نظیر تراکم اگزایتونها می‌شود. اگزایتون‌های بین نانولوله‌ای، آن‌هایی که میان نانولوله‌ها تونل می‌زنند، موجب رفتارهای تازه‌ای در نانولوله‌ها می‌شوند.
در این پروژه، محققان آزمایشگاه ملی لوس‌آلموس با همکاری مؤسسه‌ی ملی استاندارد و فناوری، نشان دادند که با استفاده از طیف‌سنجی می‌توان به مشخصه‌یابی اگزایتون‌های میان لوله‌ای پرداخت.
این گروه تحقیقاتی از یک نوع نانولوله‌کربنی که ساختاری مشابه هم داشتند، برای ایجاد برهمکنش استفاده کردند. برای ترسیم انرژی اگزایتون‌های موجود در نانولوله‌کربنی، این گروه تحقیقاتی شدت پراش ایجاد شده در طیف‌سنجی رامان را مورد استفاده قرار دادند. در حین مطالعه‌ی این طیف‌ها، آن‌ها متوجه پیک تیزی در طیف رامان شدند که پیش از این دیده نشده بود. این پیک مربوط به دسته‌ای از نانولوله‌های کربنی است و در صورتی که برهمکنش میان نانولوله‌های منفرد اتفاق نیافتد، دیده نخواهد شد.
آنالیز نظری نشان داده بود که دسته‌ای از نانولوله‌های کربنی که ساختار یکسان دارند، از برهکمنش میان اتم‌های کربنی برخوردار هستند. این برهمکنش موجب تشکیل اگزایتون‌های بین لوله‌ای می‌شود. محققان این پروژه معتقداند که این رفتار در برخی از مواد دو بعدی قابل مشاهده است.
نتایج این پروژه در نشریه Nature Commiunications به‌چاپ رسیده است.
