Evaluación cuantitativa de la generación de portadores libres ópticos en nanotubos de carbono de pared única...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Optoelectrónica y sus derivados
• Espectroscopia

Sus antecedentes:

• La generación de portadores libres (FCG) en nanotubos de carbono de pared única (SWNT) es vital para la optoelectrónica.
• Los estudios anteriores carecían de métodos cuantitativos debido a la heterogeneidad de las muestras de SWNT y las firmas ambiguas.
• La comprensión del FCG es clave para la conversión eficiente de fotones a corriente en los dispositivos SWNT.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método sencillo y cuantitativo para evaluar el FCG con accionamiento óptico en los SWNT.
• Para correlacionar FCG con la dinámica de la formación de triones utilizando la espectroscopia ultra rápida.
• Investigar la influencia de la energía de excitación y la resistencia dieléctrica media en los rendimientos cuánticos de FCG.

Principales métodos:

• Se utilizó la espectroscopia de sonda de bomba ultrarrápida en SWNTs clasificados por longitud enriquecidos con quiralidad.
• Se utilizan marcas de absorción transitorias de triones para la cuantificación de FCG.
• Determinación de las secciones transversales absorbentes de triones para el cálculo de los rendimientos cuánticos de FCG.

Principales resultados:

• Se estableció una correlación directa entre el FCG y la dinámica de formación rápida de triones (<1 ps).
• Mostró rendimientos cuánticos de FCG significativamente mejorados de los excitones E33 en comparación con E22 y E11.
• Se demostró un aumento monótono en los rendimientos cuánticos de FCG con el aumento de la constante dieléctrica del disolvente (de ~ 5% a 18%).

Conclusiones:

• El estudio proporciona un método sólido para evaluar cuantitativamente el FCG en SWNT.
• Las condiciones de excitación y las propiedades del medio controlan críticamente los rendimientos cuánticos de FCG.
• Los hallazgos ofrecen ideas de diseño para optimizar los fotodetectores y fotovoltaicos basados en SWNT.