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  • Os segredos ópticos de nanotubos de dissulfeto são divulgados
    p Crédito: Físico Química Física Química (2018). DOI:10.1039 / C8CP02245C

    p Um colaborador internacional de pesquisadores demonstrou uma forte interação luz-matéria em suspensões e filmes automontados de nanotubos de dissulfeto de tungstênio (NT-WS2). Os resultados da pesquisa são publicados em Físico Química Física Química . p Nesse trabalho, as propriedades ópticas dos nanotubos WS2 inorgânicos são estudadas em detalhes. A maior parte da pesquisa foi realizada sob a supervisão do Prof. Reshef Tenne (Weizmann Institute of Science, Israel), que descobriu os nanotubos de dissulfeto de tungstênio em 1992. Hoje, NT-WS2 são sintetizados em escala semi-industrial e empregados em inúmeras misturas lubrificantes comerciais, bem como nanocompósitos em escala de laboratório e dispositivos nanoeletrônicos. Contudo, por muito tempo, estudos ópticos de tais nanotubos permaneceram controversos. Por exemplo, as características manifestadas em espectros de extinção óptica de suspensões de nanotubos WS2 foram erroneamente interpretadas como o conjunto de picos de absorção excitônica. Contudo, esta abordagem dificilmente explicava a mudança significativa das energias do exciton com respeito aos valores WS2 em massa e as diferenças nos espectros de extinção óptica da suspensão NT-WS2 e filmes semi-orientados.

    p Com base em um estudo complexo das propriedades ópticas do NT-WS2, os pesquisadores do Weizmann Institute of Science e da Faculty of Materials Science, MSU, demonstraram forte espalhamento de luz visível e infravermelho próximo por nanotubos de dissulfeto, levando ao mascaramento de picos excitônicos. Mais importante, as medidas ópticas empregando uma esfera integradora permitiram registrar o sinal de absorção "verdadeiro", que mostrou que os picos excitônicos dos nanotubos têm quase as mesmas energias que para WS2 em massa.

    p Estudo mais detalhado dos espectros de extinção óptica e espalhamento, fortificado por simulação de domínio de tempo de diferença finita (FDTD) e um modelo de oscilador acoplado fenomenológico (PCO), mostrou que o NT-WS2 exibe forte interação luz-matéria e forma exciton-polaritons. Esta parte da pesquisa foi realizada por pesquisadores do Weizmann Institute of Science e do Laboratório de Nanofotônica e Metamateriais, Faculdade de Física, Lomonosov MSU, dirigido pelo Prof. Andrey A. Fedyanin. Foi demonstrado que os nanotubos WS2 agem como nano-sistemas polaritônicos quase 1-D e sustentam tanto as características excitônicas quanto os modos de cavidade na faixa do infravermelho próximo ao visível.

    p "As descobertas desta pesquisa completa e verdadeiramente internacional permitem a consideração de nanotubos de dissulfeto de tungstênio como uma plataforma para o desenvolvimento de novos conceitos em dispositivos fotônicos baseados em nanotubos. o conhecimento de tais características ópticas não triviais dessas nanoestruturas lança luz sobre as possíveis propriedades de coleta de luz dos nanocompósitos baseados em nanotubos de dissulfeto e nanopartículas plasmônicas (ouro ou prata) que são amplamente desenvolvidas por jovens cientistas da Faculdade de Ciências dos Materiais, MSU, "disse Alexander Polyakov, o co-autor do artigo.


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