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ERC

OptNano Résultat en bref

Project ID: 210642
Financé au titre de: FP7-IDEAS-ERC
Pays: Allemagne

Une nouvelle étude d'optique quantique sur des nanotubes de carbone

Les nanotubes de carbone intéressent beaucoup les physiciens, autant pour leurs caractéristiques uniques que pour leurs très nombreuses utilisations potentielles. Des chercheurs financés par l'UE ont étudié la physique fascinante caractérisant l'interaction de ces nanostructures avec la lumière.
Une nouvelle étude d'optique quantique sur des nanotubes de carbone
Les nanoparticules, contenant quelques atomes ou quelques milliers, se comportent d'une manière totalement différente de la même matière en plus grande quantité. Sans le savoir, les artistes du Moyen âge ont utilisé les nanotechnologies lors de la fabrication des vitraux à destination des églises ou des édifices publics. Plusieurs siècles se sont écoulés, mais on ne comprend toujours pas totalement comment la taille, la forme et la structure influent sur les propriétés optiques des nanomatériaux.

Les propriétés optiques de matériaux unidimensionnels apportent l'occasion unique d'étudier leur sélectivité étroite en longueur d'onde, dans l'émission et la détection de la lumière. Les nanotubes de carbones sont des systèmes unidimensionnels parfaits, découverts en 1991, dont les propriétés intrigantes ont incité des scientifiques à lancer le projet OPTNANO (Quantum optics in nanostructures).

Les membres du projet ont utilisé des nanotubes de carbone pour mieux décrire l'optique quantique de nano-systèmes à une seule dimension. Dans ces nanotubes, les effets du confinement quantique sont très prononcés dans l'infrarouge et le visible. L'étude a donc ciblé la mesure des transitions optiques, des sections quantiques et des interactions entre les électrons, via diverses méthodes comme la luminescence, la spectroscopie Raman et la photoconductivité.

Les nanotubes de carbone ne sont cependant pas parfaits: leur structure présente inévitablement des défauts. Pour mieux comprendre les propriétés optiques, les chercheurs ont conçu des techniques permettant d'introduire et d'étudier des imperfections. Ils ont déterminé pour des tubes isolés les signatures optiques des défauts et les effets sur l'émission de lumière. Les expériences ont été complétées par des travaux de modélisation des matériaux.

Les scientifiques ont commencé par réaliser les expériences de preuve de principe, puis ils ont continué en explorant les propriétés optiques d'autres matériaux tels que des fils quantiques et des monocouches. Ils ont associé des nanotubes de carbone avec des molécules fonctionnelles et des nanoparticules de métal, obtenant de nouveaux nanomatériaux mixtes et complexes, avec d'étonnantes propriétés optiques.

L'étude approfondie des extraordinaires propriétés optiques des nanotubes de carbone pourrait en faire d'excellents candidats pour fabriquer la prochaine génération de dispositifs d'informatique quantique.

Informations connexes

Mots-clés

Optique quantique, nanotubes de carbone, propriétés optiques, matériaux unidimensionnels, OPTNANO
Numéro d'enregistrement: 188504 / Dernière mise à jour le: 2016-09-09
Domaine: Technologies industrielles