大阪大学 图一:基于碳纳米管的光电导天线开关和实验装置的示意图
碳纳米管平行于外加电场的方向排列
信用:美国化学学会 来自大阪大学、多伦多大学、南洋理工大学、莱斯大学、阿尔伯塔大学和南伊利诺伊大学卡本代尔分校的一组研究人员更接近于解开碳纳米管中准粒子的物理学
碳纳米管是一种完全由碳原子组成的一维模型材料，自从被发现以来，由于量子限制效应所产生的独特性质，引起了人们极大的关注
碳纳米管被认为是下一代光电器件的材料之一
对这一进展至关重要的是理解准粒子——用于描述固体中可观察现象的理论粒子——在一维系统中如何行为和相互作用
这需要一个与传统的三维材料(如硅)完全不同的模型，因为碳纳米管的维数降低了
“很难开发出一种在碳纳米管的特定方向上具有外部高电场的太赫兹辐射装置，”相应的作者孙正义说
通过结合不同的实验技术，该团队能够在光激发后的不同时间尺度上直接探测碳纳米管中自由电荷载流子的产生
涉及不同准粒子的非常复杂的相互作用发生在初始光激发之后
这些过程随着时间的推移而改变，能够探测其中一个准粒子使得理解整个过程变得更加容易
图二
正向和反向偏压下实验观察到的太赫兹发射波形
信用:美国化学学会 图C
太赫兹发射和光电流计算峰值与实验数据的比较
信用:美国化学学会 结合最先进的模拟技术，该团队能够确定两种解释其数据的关键机制，并帮助他们开发了一个详细的微观模型，描述碳纳米管中强电场下的准粒子相互作用
“我们提出了一个模型，在这个模型中，高能E22激子带中激发的电子空穴束缚准粒子发散到低能带，并在超快导电中起作用
该模型成功地解释了实验事实，并导致了碳纳米管物理性质的澄清
" 他们的结果揭示了碳纳米管超快动力学中的一些长期存在的问题，使我们更接近于实现基于碳纳米管和其他低维材料的先进光电子学
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