نانولوله‌ها می‌توانند آنتن نوری ایده‌آلی باشند

پژوهشگران کرنل کشف کرده‌اند که نانولوله‌های کربنی می‌توانند در مقیاس نانو نور را دریافت و منتقل کنند. طبق گفته جیوونگ پارک، استاد دانشگاه کرنل، نانولوله‌های کربنی ممکن است روزی سیم‌های پخش‌کننده نور ایده‌آلی (آنتن‌های ریز و تقریباً نامرئی که رنگ‌های معینی از نور را کنترل، جذب و منتشر می‌کنند) بسازند.

پژوهشگران کرنل کشف کرده‌اند که نانولوله‌های
کربنی می‌توانند در مقیاس نانو نور را دریافت و منتقل کنند. طبق گفته
جیوونگ پارک، استاد دانشگاه کرنل، نانولوله‌های کربنی ممکن است روزی سیم‌های
پخش‌کننده نور ایده‌آلی (آنتن‌های ریز و تقریباً نامرئی که رنگ‌های معینی
از نور را کنترل، جذب و منتشر می‌کنند) بسازند.

این پژوهشگران تفرق ریلی (Rayligh) نور (همان پدیده‌ای که آسمان را آبی می‌کند)
از نانولوله‌های کربنی رشد یافته در آزمایشگاه، را استفاده کردند آنها
متوجه شدند که در حالی که پیشرفت تفرق نور به طور عمده کلاسیک و ماکروسکوبی
است، رنگ و شدت پرتوی متفرق ‌شده بوسله خواص کوانتومی ذاتی تعیین می‌شود.
به عبارت دیگر، ساختار مولکولی پیوندی کربن- کربن ساده‌ی این نانولوله مشخص
می‌کند که چگونه آنها مستقل از شکل‌شان نور را متفرق می‌کنند، این با خواص
ساختارهای نوری نانومقیاس فلزی امروزی متفاوت است.

 
 

 
آنها متوجه شدند که این نانولوله‌ها هنگام
انتقال نور، همانند یک نمونه بسیار کوچک آنتن رادیویی که در دستگاه والکی-
تالکی (دستگاه مخابره یا رادیویی ترانزیستوری کوچک) دیده شده، رفتار می‌کنند،
به استثنای اینکه آنها بجای امواج رادیویی با نور برهم‌کنش می‌کنند آنها
همچنین متوجه شدند که اصول حاکم بر این برهم‌کنش بین نور و نانولوله‌ها
مشابه با اصول حاکم بین آن آنتن رادیویی و سیگنال رادیویی است.

این پژوهشگران برای انجام آزمایشات‌شان از یک روش استفاده کردند که در
آزمایشگاه خودشان ابداع شده و سیگنال زمینه مزاحم را به‌طور کامل حذف
می‌کند. در این روش، این سیگنال با روکش‌دهی سطح یک بستر با یک ماده‌ای که
اندیس انکسار آن قابل‌تنظیم است، حذف می‌شود. قابل‌تنظیم بودن اندیس انکسار
این روکش جهت نامرئی کردن آن از نظر نوری (نه فیزیک)، است. این تکنیک به
این پژوهشگران این توانایی را می‌دهد که طیف‌های نوری مختلف تولید شده
به‌وسیله این نانولوله‌های کربنی را مشاهده کنند.

همچنین این تکنیک این امکان را فراهم می‌کند که تعداد زیادی از
نانولوله‌های کربنی به آسانی و به سرعت مشخصه‌یابی شوند. این توانایی
می‌تواند منجر به ابداع روش‌هایی برای رشد نانولوله‌های کربنی با مشخصه‌های
یکسان شود.

جزئیات نتایج این کار تحقیقاتی تحت عنوان “نانولوله‌های کربنی تک‌جداره
بعنوان سیم‌های نوری اکسایتونیک” در مجله‌ی Nature Nanotechnology و تحت
عنوان “طیف‌بینی و تصویربرداری ریلی روی تراشه از نانولوله‌های کربنی” در
مجله‌ی Nano Letters منتشر شده است.