بهبود کارایی نانولوله‌های نورافشان توسط محققان آی‌بی‌ام

پادون آووریس از آی‌بی‌ام می‌گوید: «نانولوله‌ها نیز همانند تمامی منابع
نورافشان، نور را در تمام جهت‌ها منتشر می‌کنند. طیف نشری آنها نسبتاً وسیع
بوده و کارایی آنها پایین است. ما به جنگ این مشکلات رفته و نور آن را جهت‌دار
نمودیم، به نحوی که می‌تواند با فیلترهای نوری یا ابزارهایی برای انتقال آن جفت
شود. ما طیف نشری آن را با استفاده از یک حفره نوری کنترل کرده و یک تئوری برای
کمک به دستیابی به کارایی بالاتر ارائه نمودیم».

محققان آی‌بی‌ام با ترکیب یک ترانزیستور اثر زمینه مبتنی بر نانولوله با یک جفت
آینه فلزی که یکی در بالا و دیگری در پایین نانولوله قرار می‌گیرد، به نشر سطحی
دست یافتند. آینه پایینی از جنس نقره بوده و آینه بالایی از طلا ساخته شده است.
نور از نانولوله‌ای که داخل حفره پرشده با ماده دی‌الکتریک شفاف قرار دارد،
منتشر می‌شود.

فاصله میان دو آینه بالایی و پایینی به نحوی تنظیم شده بود که برابر نصف طول
موج مورد نظر باشد؛ در این مورد طول موج مورد نظر برابر با ۵۵/۱ میکرون، یعنی
نزدیک طول موج ارتباطاتی بود. نور از کف حفره به سمت بالا منعکس شده و در آنجا
نصفی از آن به عنوان نشر سطحی عبور کرده و نصف دیگر به سمت آینه پایینی
برگردانده می‌شود تا طول موج مطلوب تقویت شود.

آووریس می‌گوید: «ما این نشر نوری را با استفاده از دو آینه در یک حفره نوری
محدود نمودیم، به نحوی که نور، یک موج ایستا را میان آینه‌ها تشکیل دهد. بدین
ترتیب فرکانس‌ها بهبود یافته و طول موج نور معادل نصف اندازه حفره می‌شود. ما
از روش لیتوگرافی برای ایجاد حفرات استفاده نمودیم و به پیشرفت قابل ملاحظه‌ای
دست یافتیم. با استفاده از این روش، طیف نشری به حدود ۱۰ درصد آن چیزی که بدون
استفاده از حفره وجود داشت، محدود شده و کارایی کلی به میزان ۴۰۰ درصد افزایش
یافت. قطر نانولوله‌ها تا حدی باهم تفاوت دارد (در این مورد حدود ۲ نانومتر) در
نتیجه شکاف باندی متفاوتی داشته و نور را با فرکانس‌های اندکی متفاوت نشر
می‌کنند. با این حال محدود کردن نانولوله‌ها داخل این ساختار فیزیکی فرکانس‌های
نامطلوب را حذف کرده و در نتیجه مشکل قطرهای متفاوت نانولوله‌ها را حل می‌کند».